TW202302281A - 雙面研磨裝置和雙面研磨方法 - Google Patents

雙面研磨裝置和雙面研磨方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202302281A
TW202302281A TW111136471A TW111136471A TW202302281A TW 202302281 A TW202302281 A TW 202302281A TW 111136471 A TW111136471 A TW 111136471A TW 111136471 A TW111136471 A TW 111136471A TW 202302281 A TW202302281 A TW 202302281A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
wafer
double
grinding
holes
static pressure
Prior art date
Application number
TW111136471A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI842108B (zh
Inventor
張舸
Original Assignee
大陸商西安奕斯偉材料科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商西安奕斯偉材料科技有限公司 filed Critical 大陸商西安奕斯偉材料科技有限公司
Publication of TW202302281A publication Critical patent/TW202302281A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI842108B publication Critical patent/TWI842108B/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/0076—Other grinding machines or devices grinding machines comprising two or more grinding tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/34—Accessories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/006—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/228—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding thin, brittle parts, e.g. semiconductors, wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

本發明屬於一種雙面研磨裝置和雙面研磨方法，該裝置包括：承載結構，其用於承載要研磨的晶圓；一對靜壓板，分別設置在承載結構的兩側，以用於在研磨時通過流體靜壓以非接觸的方式支撐晶圓；以及一對磨輪，分別設置在承載結構的兩側，以用於對晶圓的相反兩面進行研磨，該雙面研磨裝置還包括：驅動單元，其構造成用於在研磨完成後使晶圓向上述兩側中的一側移動以從承載結構脫離；以及傳送單元，其構造成是可移動的以用於在研磨完成時移動至該一側以接納從承載結構脫離的晶圓。

Description

雙面研磨裝置和雙面研磨方法
本發明屬於研磨技術領域，具體地，關於雙面研磨裝置和利用該雙面研磨裝置進行的雙面研磨方法。
隨著半導體技術的發展，矽片的直徑越來越大，而積體電路的特徵尺寸越來越小。由此，對晶圓表面的平坦度及去除速率提出了更高的要求。雙面研磨加工是加快厚度去除速率、提升晶圓表面平坦度最有效的技術手段之一。
對於雙面研磨過程，在晶圓經研磨後的下料過程中，磨輪退出，晶圓被一側靜壓板緩慢地真空吸附於其表面上，之後，容納雙面研磨裝置的研磨室的門打開，機械臂進入研磨室，到達晶圓所在位置並吸取晶圓，隨後，將晶圓從研磨室緩慢移出送入下一工序。
然而，在研磨過程中，不斷產生的矽渣/磨粒碎屑及其他雜質會附著於兩側靜壓板，導致當晶圓被真空吸附於靜壓板時，晶圓的表面會產生大量深度印記甚至劃痕，且後道工序無法去除，造成晶圓報廢和成本增加。而且，為了解決上述問題而對靜壓板進行的頻繁清潔及保養會造成大量時間浪費，且人工清潔對操作員的技術水準有較高要求，導致清潔效果無法保證，對後續產能提升造成嚴重制約。
本部分提供了本發明的總體概要，而不是對本發明的全部範圍或所有特徵的全面公開。
本發明的一個目的在於提供一種能夠實現晶圓的直接向外移出以避免晶圓在移出過程中受到汙染的雙面研磨裝置。
本發明的另一目的在於提供一種能夠省去對靜壓板的頻繁清潔及養護時間、避免人工清潔的不穩定性從而有效縮短晶圓移出時間的雙面研磨裝置。
為了實現上述目的中的一個或多個，根據本發明的一方面，提供了一種雙面研磨裝置，其可以包括： 承載結構，其用於承載要研磨的晶圓； 一對靜壓板，該一對靜壓板分別設置在承載結構的兩側，以用於在研磨時通過流體靜壓以非接觸的方式支撐晶圓；以及 一對磨輪，該一對磨輪分別設置在承載結構的兩側，以用於對晶圓的相反兩面進行研磨。
該雙面研磨裝置還可以包括： 驅動單元，其構造成用於在研磨完成後使晶圓向該兩側中的一側移動以從承載結構脫離；以及 傳送單元，其構造成是可移動的以用於在研磨完成時移動至該一側以接納從承載結構脫離的晶圓。
在上述雙面研磨裝置中，驅動單元可以為對應地設置在該一對靜壓板的表面上的用於排出流體以提供流體靜壓的通孔，驅動單元構造成在研磨完成後位於該兩側中的另一側的靜壓板上的通孔進行噴氣並且/或者位於該一側的靜壓板上的通孔進行吸真空，以使晶圓向該一側移動以從承載結構脫離。
在上述雙面研磨裝置中，傳送單元可以包括： 主體支架； 接納部分，其設置在主體支架的下部部分處以用於接納晶圓的底部；以及 靠置部分，其設置在主體支架的上部部分處以用於供晶圓的上部靠置。
在上述雙面研磨裝置中，主體支架可以由高強度合金製成。
在上述雙面研磨裝置中，主體支架的高度可以大於晶圓的半徑。
在上述雙面研磨裝置中，接納部分可以為弧形斜凹槽，並且弧形斜凹槽的深度和傾斜度分別構造成使得晶圓的底部能夠被穩定的接納在弧形斜凹槽中以及使得晶圓能夠傾斜成使其上部靠置在靠置部分上。
在上述雙面研磨裝置中，傳送單元可以構造成能夠移動至容納雙面研磨裝置的研磨室外，以將接納在傳送單元中的晶圓傳送到研磨室外。
在上述雙面研磨裝置中，通孔在每個靜壓板上均為多個通孔，其中，該多個通孔中的一部分通孔佈置在相應的靜壓板的靠近相應的磨輪的區域處，並且該多個通孔中的其餘通孔佈置在相應的靜壓板的與承載在承載結構中的晶圓的上部對應的區域處，其中，通過由其餘通孔產生的氣流施加至晶圓的力大於通過由一部分通孔產生的氣流施加至晶圓的力。
在上述雙面研磨裝置中，該多個通孔為4個通孔，其中，該一部分通孔為3個通孔並關於相應的靜壓板的豎向中心軸線對稱地佈置，並且該其餘通孔為1個通孔並佈置在該豎向中心軸線上。
根據本發明的另一方面，提供了一種雙面研磨方法，其利用根據前述段落中的任一段落所述之雙面研磨裝置來進行。
根據本發明，通過提供傳送單元代替靜壓板來接收研磨後的晶圓，可以避免晶圓在移出過程中受到研磨中產生的雜質的汙染和損傷，從而提高了生產效率並節約了成本；而且，可以避免對靜壓板進行頻繁清潔及保養，從而避免了人工清潔的不確定性、有效縮短了晶圓移出的時間，對產能提升產生積極作用。
通過以下結合附圖對本發明的示例性實施方式的詳細說明，本發明的上述特徵和優點以及其他特徵和優點將更加清楚。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。
下面參照附圖、借助於示例性實施方式對本發明進行詳細描述。要注意的是，對本發明的以下詳細描述僅僅是出於說明目的，而絕不是對本發明的限制。此外，在各個附圖中採用相同的附圖標記來表示相同的部件。
在相關的雙面研磨裝置中，在研磨結束之後，裝載在研磨載具上的晶圓會被一側的靜壓板真空吸附，並隨後由機械臂從該靜壓板處將晶圓移送入下一工序。然而，如前所述，在研磨過程中產生的矽渣/磨粒碎屑及其他雜質會附著於兩側靜壓板，因此，當晶圓被真空吸附於靜壓板時，晶圓表面就會產生大量印記甚至劃痕，且後道工序無法去除，造成晶圓報廢和成本增加。
在本發明中，通過提供額外的用於接收研磨後的晶圓的裝置來代替附著有雜質的靜壓板，可以避免晶圓在移出過程中受到研磨中產生的雜質的汙染和損傷，從而提高了生產效率並節約了成本；而且，可以避免對靜壓板進行頻繁清潔及保養，從而避免了人工清潔的不確定性、有效縮短了晶圓移出的時間，對產能提升產生積極作用。
接下來，參照圖1至圖4，對根據本發明的實施方式的雙面研磨裝置進行詳細說明。
根據本發明的實施方式，提出了一種雙面研磨裝置1，其包括： 承載結構11，其用於承載要研磨的晶圓10； 一對靜壓板12a、靜壓板12b，該一對靜壓板12a、靜壓板12b分別設置在承載結構11的兩側，以用於在研磨時通過流體靜壓以非接觸的方式支撐晶圓10；以及 一對磨輪13a、磨輪13b，該一對磨輪13a、磨輪13b分別設置在承載結構11的兩側，以用於對晶圓10的相反兩面進行研磨。
如圖1中所示，承載結構11通常呈環形並且構造成沿徑向方向從外周對晶圓10進行支撐。當進行研磨時，承載結構11會帶動裝載在其上的晶圓一起轉動，以轉動方式進給的一對磨輪13a、磨輪13b會與轉動的晶圓接觸以對其相反兩面進行研磨。
靜壓板12a、靜壓板12b的表面上可以對應地設置有多個通孔，這些通孔構造成用於在晶圓被移入承載結構11中時向晶圓噴射流速相等的流體，例如氣體，以通過流體靜壓以非接觸的方式協同穩定晶圓的位置，而且在研磨過程中，始終保持該噴射以始終保持晶圓位置的穩定。
靜壓板12a、靜壓板12b可以具有大致圓形的輪廓並在下部部分處具有呈大致圓形的貫通孔，例如呈大致圓形的磨輪13a、磨輪13b在要進行研磨時穿過貫通孔以轉動方式向晶圓進給，以對晶圓進行研磨。
在本發明中，雙面研磨裝置1還包括驅動單元14（在圖8中可以更清楚地觀察到），其構造成用於在研磨完成後使晶圓10向其兩側中的一側移動以從承載結構11脫離。
需要說明的是，所提到的晶圓10的兩側指的是裝載在承載結構11上的晶圓10的靠近靜壓板12a的一側或者說圖1中的左側L以及靠近靜壓板12b的一側或者說圖1中的右側R。
可以理解的是，驅動單元14可以使晶圓10向左側L移動，也可以使晶圓10向右側R移動，只要能夠滿足晶圓10由此從承載結構11脫離即可。在本實施方式中，機械臂15可以從承載結構11的左側L將晶圓10移入承載結構11中，並且驅動單元14使晶圓10向右側R移動以從承載結構11脫離。
根據本發明的實施方式，驅動單元14可以為對應地設置在一對靜壓板12a、靜壓板12b的表面上的用於排出流體例如氣體以提供上述流體靜壓的通孔，該驅動單元14構造成在研磨完成後位於左側L的靜壓板12a上的通孔進行噴氣並且/或者位於右側R的靜壓板12b上的通孔進行吸真空，以使晶圓10向右側R移動以從承載結構11脫離。
可以理解的是，通孔即為上述在研磨過程中用於向晶圓10噴射流體以通過流體靜壓以非接觸的方式支撐晶圓10的通孔，其在研磨完成後用作驅動單元來使晶圓10從承載結構11脫離。
需要注意的是，可以僅通過位於左側L的靜壓板12a上的通孔進行噴氣來使晶圓10向右側R移動以從承載結構11脫離，也可以僅通過位於右側R的靜壓板12b上的通孔進行吸真空來使晶圓10向右側R移動以從承載結構11脫離，只要這種噴氣或吸真空可以在晶圓表面產生足夠的推力或吸力來使晶圓10能夠從承載結構11脫離即可。可選地，可以通過上述這兩者來使晶圓10向右側R移動以從承載結構11脫離，通過這種方式，晶圓10可以在分別施加於相反兩面的推力和吸力的共同作用下移動，由此可以增強對晶圓10移動的控制，使其可以更順利地從承載結構11脫離。
同樣可以理解的是，當晶圓10是通過向左側L移動而從承載結構11脫離時，位於右側R的靜壓板12b上的通孔進行噴氣，而位於左側L的靜壓板12a上的通孔進行吸真空。
可以設想的是，驅動單元14還可以以其他形式實現。例如，可以在晶圓的一側表面例如左側表面施加一定非接觸式推力的其他類型的裝置，或者是施加一定接觸式推力的裝置，而且可選地，這些裝置對晶圓的表面基本不會造成汙染或損傷。
根據本發明的實施方式，雙面研磨裝置1還包括傳送單元16，其構造成是可移動的以用於在研磨完成時移動至晶圓10的一側例如右側R以接納從承載結構11脫離的晶圓10。
具體而言，傳送單元16在研磨加工完成後可以從例如位於承載結構11下方的待機位置升起，如圖2中所示，並靠近晶圓10到達設定位置，如圖3中所示。當研磨完成時，晶圓10通過驅動單元14向右側移動以從承載結構11脫離，傳送單元16的設定位置使得從承載結構11脫離的晶圓10可以可靠地直接倒在傳送單元16上以被其接納。
傳送單元16可以在研磨加工完成後直接移動至設定位置。但是，也可以設想，在研磨加工完成後，右側靜壓板12b首先向後移動，即向右側移動，以使晶圓10與右側靜壓板12b之間的距離增大，從而留出更大空間；之後傳送單元16再移動至設定位置。以此方式，為傳送單元16的移動提供了更充足的空間，避免了因空間不足導致的例如傳送單元16無法移動至設定位置、晶圓10不易或無法被接納在傳送單元16中以及傳送單元16與晶圓10或右側靜壓板12b發生碰撞的風險。
接納在傳送單元16上的晶圓10可以通過例如機械臂15被送入下一工序。
可以設想的是，機械臂15可以直接移動到容納雙面研磨裝置1的研磨室內，以例如通過其吸盤151從傳送單元16吸取晶圓10並將晶圓10移出研磨室以送入下一工序。
參照圖4，另外可以設想的是，傳送單元16可以構造成能夠移動至容納雙面研磨裝置1的研磨室外，以將接納在傳送單元16中的晶圓10傳送到研磨室外。在研磨室外，機械臂15可以通過吸盤151從傳送單元16吸取晶圓10並將晶圓10送入下一工序。通過這種方式，可以使機械臂15對晶圓10的吸取在研磨室外進行，避免了因研磨室內空間不足導致機械臂15可能無法順利移動以吸取晶圓10的風險，並且避免了機械臂15因需移動到發生研磨加工的研磨室內而可能受到汙染的風險。
在晶圓10傳送結束之後，傳送單元16向下移動以重新返回到待機位置以待下一次晶圓傳送。
通過上述靜壓板和傳送單元的協同作業，可以實現晶圓的直接向外移出，相比於晶圓被真空吸附於不潔淨的靜壓板後才移出的情況，保證了晶圓的表面的清潔、降低了晶圓的報廢機率並因此節約了生產成本。此外，由於不再依靠靜壓板真空吸附晶圓而是由傳送單元16接收晶圓10，可以直接省去對靜壓板進行頻繁清潔與養護的時間，避免了人工清潔的不確定性，有效縮短了總的晶圓加工時間，並由此對產能提升產生積極作用。
可以理解的是，傳送單元16是清潔的，並且可以是易於清潔的，以確保在與晶圓10的接觸中不對其產生汙染。
參照圖5和圖6，根據本發明的實施方式，傳送單元16包括： 主體支架16a； 接納部分16b，其設置在主體支架16a的下部部分處以用於接納晶圓10的底部；以及 靠置部分16c，其設置在主體支架16a的上部部分處以用於供晶圓10的上部靠置。
當研磨後的晶圓10從承載結構11脫離時，晶圓10向右側移動而倒在位於設定位置的傳送單元16上。這裡，設定位置可設想為在其處傳送單元16的接納部分16b靠近且略低於裝載在承載結構11中的晶圓10的底部的位置。此時，晶圓10的底部被接納在接納部分16b中，並且晶圓10整體順勢右傾，斜靠在傳送單元16的靠置部分16c上。
需要注意的是，相比於靜壓板進行真空吸附而接觸晶圓的整個表面的情況，傳送單元16所接觸的晶圓部位例如僅為晶圓的底部和上部，接觸部位非常有限，因此對傳送單元16進行清潔更加方便、快捷且易操作。
此外，傳送單元16的靠置部分16c可構造成可直接擦拭乾淨的或可更換的，由此，可以有效地節約處理時間。
在本實施方式中，主體支架16a呈上部部分比下部部分寬的大致U形形狀，並且接納部分16b和靠置部分16c在主體支架16a的一側分別對稱地佈置在U形的兩個豎向延伸部上。通過這種方式，可以使晶圓10更穩定地放置在傳送單元16上，並進一步減少傳送單元16與晶圓10的接觸面積。可以設想的是，主體支架16a還可以具有其他形狀。
根據本發明的實施方式，主體支架16a可以由高強度合金例如鋁合金製成。採用這種材質的材料製成的主體支架具有耐腐蝕、重量輕、易拆裝、保養簡單、平衡電壓、強度大、環保易回收等特性。
參照圖7，可以設想的是，主體支架16a的高度大於晶圓10的半徑。可以在圖7中清楚地觀察到，當主體支架16a的高度H大於晶圓10的半徑時，晶圓10的重心G可穩定地處於由晶圓10與傳送單元16構成的三角區域內，由此可以確保晶圓10的穩定放置。
在本實施方式中，接納部分16b可以為弧形斜凹槽，如圖5和圖6所示。弧形斜凹槽的深度和傾斜度可以分別構造成使得晶圓10的底部能夠被穩定的接納在弧形斜凹槽中以及使得晶圓10能夠傾斜成使其上部靠置在靠置部分16c上。由此，可以確保晶圓10在傳送單元16上的穩定放置。可以設想的是，接納部分16b也可以採用其他形式。
在本實施方式中，靠置部分16c可以由聚四氟乙烯製成。由於聚四氟乙烯具有優異的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、電絕緣性和良好的耐老化性等特點，因此所製成的靠置部分16c具備耐高溫、耐腐蝕、電絕緣性優良、耐磨耐老化等優勢。
可選地，傳送單元16還可以包括底座16d。底座16d設置在主體支架16a的底部處，以用於使傳送單元16在處於待機狀態時可以更穩固地放置在待機位置處。
下面，參照圖8，對根據本發明的實施方式的為靜壓板上的通孔的驅動單元14的佈局進行說明。
在本實施方式中，通孔在每個靜壓板12a或靜壓板12b上均為多個通孔。由於通孔在兩側靜壓板12a、靜壓板12b上採用對稱佈置的方式，為方便描述，現僅針對左側靜壓板12a來對通孔的佈局進行說明。
對於這些通孔而言，其中的一部分通孔可以佈置在靜壓板12a的靠近磨輪13a的區域處，並且其餘通孔可以佈置在靜壓板12a的與承載在承載結構11中的晶圓10的上部對應的區域處，其中，通過由這些其餘通孔產生的氣流施加至晶圓10的力大於通過由該一部分通孔產生的氣流施加至晶圓10的力。
具體而言，在本實施方式中，對於左側靜壓板12a，在研磨完成時，佈置成與晶圓10的上部對應的通孔向晶圓10的上部進行噴氣，並且佈置在靜壓板12a的靠近磨輪13a的區域處的通孔向晶圓10的中部和/或下部進行噴氣。當由對晶圓10的上部噴射的氣流施加至晶圓10的推力大於由對晶圓10的中部和/或下部噴射的氣流施加至晶圓10的推力時，晶圓10的上部會首先向右側移動，並使晶圓10整個向右側傾倒，從而使晶圓10傾斜地倒在傳送單元16上，以實現晶圓10的順利傳送。
類似地，對於右側靜壓板12b，佈置成與晶圓10的上部對應的通孔對晶圓10的上部進行吸真空，並且佈置在靜壓板12b的靠近磨輪13b的區域處的通孔對晶圓10的中部和/或下部進行吸真空，當由對晶圓10的上部吸真空而產生的氣流施加至晶圓10的吸力大於由對晶圓10的中部和/或下部吸真空而產生的氣流施加至晶圓10的吸力時，晶圓10的上部會首先向右側移動，並使晶圓10整個向右側傾倒，從而使晶圓10傾斜地倒在傳送單元16上，以實現晶圓10的順利傳送。
同樣可以理解的是，上述兩個過程可以同時進行。
可以設想的是，上述推力和/或吸力的大小可以通過調節由通孔產生的氣流的流速來實現。具體而言，例如，對於推力，可以使佈置在靜壓板12a的與承載在承載結構11中的晶圓10的上部對應的區域處的通孔整體所產生的氣流的流速大於佈置在靜壓板12a的靠近磨輪13a的區域處的通孔整體所產生的氣流的流速，以使得由對晶圓10的上部噴射的氣流施加至晶圓10的推力大於由對晶圓10的中部和/或下部噴射的氣流施加至晶圓10的推力。對於吸力，可以進行類似設定，在此不再贅述。
關於氣流的流速，可以設想通過將通孔構造為更大的例如對於圓孔而言直徑更大來提供上述更大的氣流流速。可以理解的是，還可以設想其他調節氣流流速的方式。
此外，可以設想的是，與晶圓10的上部對應的通孔可以可選地佈置在靜壓板12a或靜壓板12b的中間位置，由此可以使晶圓10順利地倒在傳送單元16上而不發生偏斜。
還可以設想的是，佈置在靜壓板12a或靜壓板12b的靠近磨輪13a或磨輪13b的區域處的通孔可以在該區域處均勻地佈置，例如繞磨輪所穿過的貫通孔的周向均勻地佈置，而且，這些通孔可以提供速度相等的氣流，由此可以使晶圓10順利地倒在傳送單元16上而不發生偏斜。
圖8提供了一種示例性實現方式。在圖8中，該多個通孔為4個通孔，其中，該一部分通孔為3個通孔，對於靜壓板12a，為通孔B 1、通孔B 2和通孔B 3，而對於靜壓板12b，為通孔B 1*、通孔B 2*和通孔B 3*，並且這3個通孔關於相應的靜壓板12a或靜壓板12b的豎向中心軸線對稱地佈置；並且該其餘通孔為1個通孔，對於靜壓板12a，為通孔A，而對於靜壓板12b，為通孔A*，並且這1個通孔佈置在豎向中心軸線上。
對於靜壓板12a，由通孔A噴射的氣流施加至晶圓10的推力可選地大於由其他3個通孔B 1、通孔B 2和通孔B 3噴射的氣流施加至晶圓10的推力；而對於靜壓板12b，由通孔A*吸真空而產生的氣流施加至晶圓10的吸力可選地大於由其他3個通孔B 1*、通孔B 2*和通孔B 3*吸真空而產生氣流施加至晶圓10的吸力。此外，通孔B 1、通孔B 2和通孔B 3各自產生的氣流的流速可以是相等的，並且通孔B 1*、通孔B 2*和通孔B 3*各自產生的氣流的流速可以是相等的。由此，可以使晶圓10順利地倒在傳送單元16上而不發生偏斜，從而實現晶圓10的順利傳送。
下面，從總體上對利用根據本發明的實施方式的雙面研磨裝置1進行的雙面研磨過程或說雙面研磨方法進行描述。需要注意的是，該描述中所述之雙面研磨裝置僅是示例性的，並且因此該雙面研磨方法也是示例性的。
在研磨過程中，首先，研磨室門打開，機械臂吸取待加工的晶圓靠近左側靜壓板進入研磨室內，並將晶圓移入承載結構中，與此同時，位於承載結構兩側的靜壓板上的通孔啟動噴氣模式，以通過流體靜壓以非接觸的方式支撐晶圓，此時，機械臂從研磨室移出，兩側磨輪靠近晶圓以對晶圓同時開始加工。在研磨加工完成後，兩側磨輪停止並退出，右側靜壓板向後移動，之後，傳送單元從底部升起並靠近晶圓到達設定位置。然後，左側靜壓板上的通孔向晶圓進行噴氣，並且右側靜壓板上的通孔對晶圓進行吸真空，使得晶圓向右傾斜而從承載結構脫離並倒在傳送單元上以由其接納。之後，傳送單元向上移動到研磨室外，機械臂在研磨室外從傳送單元吸取研磨後的晶圓並送入下一工序。吸取完成後，傳送單元向下移動至待機位置，並且機械臂吸取新的待加工的晶圓進行新一輪研磨週期。
以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
1:雙面研磨裝置 10:晶圓 11:承載結構 12a:靜壓板 12b:靜壓板 13a:磨輪 13b:磨輪 14:驅動單元 15:機械臂 151:吸盤 16:傳送單元 16a:主體支架 16b:接納部分 16c:靠置部分 16d:底座 A:通孔 A*:通孔 B 1:通孔 B 1*:通孔 B 2:通孔 B 2*:通孔 B 3:通孔 B 3*:通孔 L:左側 R:右側 H:高度 G:重心
圖1示意性地示出了根據本發明的實施方式的雙面研磨裝置； 圖2至圖4示意性地示出了根據本發明的實施方式的雙面研磨裝置的傳送研磨後的晶圓的工作過程； 圖5以正視圖示出了根據本發明的實施方式的傳送單元； 圖6以側視圖示出了圖5中的根據本發明的實施方式的傳送單元； 圖7示意性地示出了支架高度與晶圓半徑的關係；以及 圖8以正視圖分立地示出了根據本發明的實施方式的一對靜壓板。
1:雙面研磨裝置
10:晶圓
11:承載結構
12a:靜壓板
12b:靜壓板
13a:磨輪
13b:磨輪
16:傳送單元
L:左側
R:右側

Claims (10)

  1. 一種雙面研磨裝置，包括： 承載結構，其用於承載要研磨的晶圓； 一對靜壓板，該一對靜壓板分別設置在該承載結構的兩側，以用於在研磨時通過流體靜壓以非接觸的方式支撐該晶圓；以及 一對磨輪，該一對磨輪分別設置在該承載結構的兩側，以用於對該晶圓的相反兩面進行研磨， 該雙面研磨裝置還包括： 驅動單元，其構造成用於在研磨完成後使該晶圓向該兩側中的一側移動以從該承載結構脫離；以及 傳送單元，其構造成是可移動的以用於在研磨完成時移動至該一側以接納從該承載結構脫離的該晶圓。
  2. 如請求項1所述之雙面研磨裝置，其中，該驅動單元為對應地設置在該一對靜壓板的表面上的用於排出流體以提供該流體靜壓的通孔，該驅動單元構造成在研磨完成後位於該兩側中的另一側的靜壓板上的該通孔進行噴氣並且/或者位於該一側的靜壓板上的該通孔進行吸真空，以使該晶圓向該一側移動以從該承載結構脫離。
  3. 如請求項2所述之雙面研磨裝置，其中，該傳送單元包括： 主體支架； 接納部分，其設置在該主體支架的下部部分處以用於接納該晶圓的底部；以及 靠置部分，其設置在該主體支架的上部部分處以用於供該晶圓的上部靠置。
  4. 如請求項3所述之雙面研磨裝置，其中，該主體支架由高強度合金製成。
  5. 如請求項3或4所述之雙面研磨裝置，其中，該主體支架的高度大於該晶圓的半徑。
  6. 如請求項3或4所述之雙面研磨裝置，其中，該接納部分為弧形斜凹槽，並且該弧形斜凹槽的深度和傾斜度分別構造成使得該晶圓的底部能夠被穩定的接納在該弧形斜凹槽中以及使得該晶圓能夠傾斜成使其上部靠置在該靠置部分上。
  7. 如請求項1至4中任一項所述之雙面研磨裝置，其中，該傳送單元構造成能夠移動至容納該雙面研磨裝置的研磨室外，以將接納在該傳送單元中的該晶圓傳送到該研磨室外。
  8. 如請求項2至4中任一項所述之雙面研磨裝置，其中，該通孔在每個靜壓板上均為多個通孔，其中，該多個通孔中的一部分通孔佈置在相應的靜壓板的靠近相應的磨輪的區域處，並且該多個通孔中的其餘通孔佈置在相應的靜壓板的與承載在該承載結構中的該晶圓的上部對應的區域處，其中，通過由該其餘通孔產生的氣流施加至該晶圓的力大於通過由該一部分通孔產生的氣流施加至該晶圓的力。
  9. 如請求項8所述之雙面研磨裝置，其中，該多個通孔為4個通孔，其中，該一部分通孔為3個通孔並關於相應的靜壓板的豎向中心軸線對稱地佈置，並且該其餘通孔為1個通孔並佈置在該豎向中心軸線上。
  10. 一種雙面研磨方法，其利用根據如請求項1至9中任一項所述之雙面研磨裝置來進行。
TW111136471A 2022-06-16 2022-09-27 雙面研磨裝置和雙面研磨方法 TWI842108B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210687857.X 2022-06-16
CN202210687857.XA CN114986381B (zh) 2022-06-16 2022-06-16 双面研磨装置和双面研磨方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202302281A true TW202302281A (zh) 2023-01-16
TWI842108B TWI842108B (zh) 2024-05-11

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
CN114986381A (zh) 2022-09-02
CN114986381B (zh) 2023-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5455987B2 (ja) 剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
TWI787555B (zh) 基板處理裝置及處理方法
CN114986381B (zh) 双面研磨装置和双面研磨方法
TW201246271A (en) Substrate reversing apparatus and substrate reversing method and detachment system and computer storage medium
KR20010098930A (ko) 회전유지장치 및 반도체기판처리장치
KR101837227B1 (ko) 박리 장치, 박리 시스템, 박리 방법 및 컴퓨터 기억 매체
JP5314057B2 (ja) 剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP5580805B2 (ja) 剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
US20240082885A1 (en) Substrate cleaning device and method of cleaning substrate
KR101292221B1 (ko) 매엽식 세정 및 건조 장치, 매엽식 세정 및 건조 방법
TWI842108B (zh) 雙面研磨裝置和雙面研磨方法
TW202303815A (zh) 一種用於承載和清潔矽片的裝置
JP5563530B2 (ja) 剥離装置、剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP3098494B2 (ja) 基板の洗浄装置及び洗浄方法
JP6025759B2 (ja) 剥離システム
JP5717803B2 (ja) 剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
JP6095295B2 (ja) スピンテーブルを用いた洗浄装置
US20230302501A1 (en) Substrate processing apparatus
JP2004221175A (ja) プラズマエッチング方法及びプラズマエッチング装置
JP5552559B2 (ja) 剥離システム、剥離方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体
TW202330191A (zh) 磨削裝置
JP2023035431A (ja) 保持機構、及び加工装置
KR20150025901A (ko) 기판 처리 장치
KR20240039347A (ko) 웨이퍼의 세정 장비 및 방법
JPH09283475A (ja) 半導体ウエハの搬送洗浄機