TWI823511B - 雙面研磨裝置和雙面研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本發明關於一種雙面研磨裝置，用於對矽片的相對的兩面進行研磨，包括：環狀承載結構，用於沿徑向從外周側支撐矽片；相對設置的兩個靜壓支撐件，兩個靜壓支撐件分別位於矽片的兩側，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片；相對設置的兩個磨輪，用於對矽片的相對的兩面進行研磨，兩個該靜壓支撐件中包括第一靜壓支撐件和第二靜壓支撐件，該第一靜壓支撐件用於吸附研磨後的矽片；還包括對該第一靜壓支撐件進行清潔的清潔結構。本發明還關於一種雙面研磨方法。通過清潔結構的設置，對用於吸附矽片的靜壓支撐件進行清潔，避免影響晶圓的平滑度。
Description
本發明屬於半導體技術領域，尤其關於一種雙面研磨裝置和雙面研磨方法。
矽片的加工技術發展快速，雙面研磨技術日漸發展，隨著矽片直徑越來越大與積體電路特徵尺寸越來越小，對晶圓表面平坦度及表面的潔淨程度，損傷度提出了更高的要求。
採用雙盤研磨 (Double Disk Surface Grinding，DDSG)，研磨方法包括：將晶圓垂直放置於環形載體上，並位於相對設置的兩個靜壓支撐件之間，晶圓通過流體靜壓力平衡並與環形載體一起以低速旋轉，同時有兩個彼此相對的磨輪高速旋轉以對晶圓的兩表面同時進行研磨，研磨過程中兩個磨輪沿軸向進給，直至達到晶圓的最終目標厚度。在研磨加工完成後，晶圓一側會被真空吸附到一側的靜壓支撐件上，待機械手臂從另一側吸附晶圓後，靜壓支撐件解除吸附。
晶圓和靜壓支撐件吸附的一側的晶圓面，存在大量凹坑狀缺陷，主要原因：①加工過程中矽渣濺射到靜壓支撐件上；②晶圓背面一般較髒，與靜壓支撐件接觸，會汙染靜壓支撐件。但是靜壓支撐件沒有自清潔功能，導致在加工完吸附時造成晶圓接觸靜壓支撐件一側產生凹坑狀缺陷不良。
為了達到上述目的，本發明實施例採用的技術方案是：一種雙面研磨裝置，用於對矽片的相對的兩面進行研磨，包括：
環狀承載結構，用於沿徑向從外周側支撐矽片；
相對設置的兩個靜壓支撐件，兩個靜壓支撐件分別位於矽片的兩側，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片；
相對設置的兩個磨輪，用於對矽片的相對的兩面進行研磨，
兩個該靜壓支撐件中包括第一靜壓支撐件和第二靜壓支撐件，該第一靜壓支撐件用於吸附研磨後的矽片；
該雙面研磨裝置還包括對該第一靜壓支撐件進行清潔的清潔結構。
可選的，該清潔結構包括清潔刷，以及第一驅動結構，用於控制該清潔刷向靠近該第一靜壓支撐件的方向移動，並與該第一靜壓支撐件的吸附面接觸，以對該吸附面進行清潔。
可選的，該第二靜壓支撐件上設置有第一通孔，該清潔刷可穿過該第一通孔以對該吸附面進行清潔。
可選的，還包括第二驅動結構，用於控制該清潔刷或該第一靜壓支撐件在與該吸附面相平行的平面內旋轉，以對該吸附面清潔。
可選的，該第二驅動結構包括旋轉軸，該旋轉軸的一端連接有該清潔刷，該清潔刷為條形結構，該條形結構的延伸方向與該旋轉軸的軸向方向相垂直。
可選的，該第一靜壓支撐件上用於吸附矽片的區域為第一區域，該清潔刷在其延伸方向上的長度大於該第一區域在與該清潔刷的延伸方向相平行的方向上的最大長度。
可選的，還包括清潔液提供裝置，該第二靜壓支撐件的邊緣沿其周向設置有多個第二通孔，該第二通孔與該清潔液提供裝置連接，在該清潔刷對該吸附面進行清潔時，該清潔液提供裝置通過該第二通孔向該吸附面提供清潔液。
可選的，該清潔結構還包括空氣刀，用於對清潔後的該吸附面進行吹掃。
可選的，該空氣刀與該清潔刷集成設置，該清潔刷包括本體和設置於該本體的第一表面的刷毛，該空氣刀包括從該第一表面延伸設置並貫穿該本體設置的通孔。
本發明實施例還提供一種雙面研磨方法，採用上述的雙面研磨裝置進行，包括：
通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔；
通過環狀承載結構承載矽片，並置於第一靜壓支撐件和第二靜壓支撐件之間，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片；
兩個磨輪高速旋轉以對矽片的相對的兩面進行研磨。
可選的，該清潔結構包括清潔刷，通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔，具體包括：
控制該清潔刷向靠近該第一靜壓支撐件的方向移動，並與該第一靜壓支撐件的吸附面接觸；
控制該清潔刷順時針或逆時針轉動，同時控制該第二靜壓支撐件向該第一靜壓支撐件提供清潔液，以對該吸附面進行清潔。
可選的，該清潔結構還包括空氣刀，通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔，還包括：
在該清潔刷停止清潔後，通過空氣刀吹掃該吸附面。
本發明的有益效果是：通過清潔結構的設置，對用於吸附矽片的靜壓支撐件進行清潔，避免影響晶圓的平滑度。
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”、“豎直”、“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。
參考圖1-圖3，本實施例提供一種雙面研磨裝置，用於對矽片10的相對的兩面進行研磨，包括：
環狀承載結構，用於沿徑向從外周側支撐矽片10；
相對設置的兩個靜壓支撐件，兩個靜壓支撐件分別位於矽片10的兩側，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片10；
相對設置的兩個磨輪3，用於對矽片10的相對的兩面進行研磨，
兩個該靜壓支撐件中包括第一靜壓支撐件1和第二靜壓支撐件2，該第一靜壓支撐件1用於吸附研磨後的矽片10；
該雙面研磨裝置還包括對該第一靜壓支撐件1進行清潔的清潔結構。
該清潔結構的設置可以實現對用於吸附矽片10的第一靜壓支撐件1的清潔，避免由於第一靜壓支撐件1上的汙染，影響矽片10的平滑度，對矽片10造成凹坑狀缺陷。
需要說明的是，本實施例中，在將矽片10放置於兩個該靜壓支撐件之間之前對該第一靜壓支撐件1進行清潔，有效的避免由於靜壓支撐件上的髒汙造成矽片10上的缺陷。
本實施例中示例性的，該清潔結構包括清潔刷4，以及第一驅動結構，用於控制該清潔刷4向靠近該第一靜壓支撐件1的方向移動，並與該第一靜壓支撐件1的吸附面接觸，以對該吸附面進行清潔。
該清潔結構可以獨立設置，也可以和相應的靜壓支撐件集成設置，本實施例中示例性的，該第二靜壓支撐件2上設置有第一通孔21，該清潔刷4可穿過該第一通孔21以對該吸附面進行清潔。
在非清潔工作狀態時，該清潔刷4可以收納於該第一通孔21內，在清潔工作狀態時，該清潔刷4伸出該第一通孔21，並向該第一靜壓支撐件1移動，直至與該第一靜壓支撐件1的吸附面接觸，以對其進行清潔，簡化結構，節省空間。
本實施例中示例性的，該雙面研磨裝置還包括第二驅動結構，用於控制該清潔刷4或該第一靜壓支撐件1在與該吸附面相平行的平面內旋轉，以對該吸附面清潔。
示例性的，該第二驅動結構包括旋轉軸5，該旋轉軸5的一端連接有該清潔刷4，該清潔刷4為條形結構，該條形結構的延伸方向與該旋轉軸5的軸向方向相垂直。
該清潔刷4包括本體，該本體的一側設置有刷毛，該刷毛面向該第一靜壓支撐件1的吸附面設置。
該清潔刷4為條形結構，通過旋轉以對該吸附面進行清潔，節省空間，便於該清潔刷4與該第二靜壓支撐件2的集成設置。
本實施例中示例性的，該第一靜壓支撐件1上用於吸附矽片10的區域為第一區域，該清潔刷4在其延伸方向上的長度大於該第一區域在與該清潔刷4的延伸方向相平行的方向上的最大長度。
該清潔刷4在其延伸方向上的長度大於或等於該第一區域在與該清潔刷4的延伸方向相平行的方向上的最大長度。這樣，僅通過旋轉動作即可實現對該吸附面的全面清潔，無需進行其他方向的運動，簡化結構，且簡化清潔工序。
本實施例中示例性的，該雙面研磨裝置還包括清潔液提供裝置，該第二靜壓支撐件2的邊緣沿其周向設置有多個第二通孔22，該第二通孔22與該清潔液提供裝置連接，在該清潔刷4對該吸附面進行清潔時，該清潔液提供裝置通過該第二通孔22向該吸附面提供清潔液。
在該清潔液的輔助下，可以有效的對該吸附面進行清潔。
該清潔液的種類可以根據實際需要設定，示例性的，該靜壓支撐件通過流體平衡實現矽片10的非接觸支撐，在此，可以利用該靜壓支撐件本身具有的流體複用為該清潔液，例如，該靜壓支撐件採用的流體為水，則該清潔液也可以為水，這樣只要將該第一靜壓支撐件1上的相應的流體通孔（即該第二通孔22）打開即可。
本實施例中，該第二通孔22設置於該第二靜壓支撐件2的邊緣，且沿該第二靜壓支撐件2的周向間隔設置有多個該第二通孔22，該矽片10一般為圓形，該第二靜壓支撐件2為結構與該矽片10形狀相符的圓形，該第二靜壓支撐件2上設置有供該磨輪3穿過的通孔（第三通孔23），該第二通孔22位於該第一通孔21的外側，使得清潔液可以和清潔刷4進行較好的配合。
需要說明的是，該第二通孔22的數量以及尺寸可以根據實際需要設定。
本實施例中示例性的，該清潔結構還包括空氣刀，用於對清潔後的該吸附面進行吹掃。
在通過清潔刷4對該吸附面進行清潔後，由於清潔液的使用，使得該吸附面的表面殘留清潔液，該空氣刀的設置可以吹幹該吸附面，避免清潔液對矽片10的汙染。
該空氣刀的具體結構設置可以有多種，本實施例中示例性的，該空氣刀與該清潔刷4集成設置，該清潔刷4包括本體和設置於該本體的第一表面的刷毛，該空氣刀包括從該第一表面延伸設置並貫穿該本體設置的通孔。
該空氣刀連通的是高壓清潔空氣，保證該吸附面的潔淨度。
本發明實施例還提供一種雙面研磨方法，採用上述的雙面研磨裝置進行，包括：
通過清潔結構對第一靜壓支撐件1進行清潔；
通過環狀承載結構承載矽片10，並置於第一靜壓支撐件1和第二靜壓支撐件2之間，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片10；
兩個磨輪3高速旋轉以對矽片10的相對的兩面進行研磨。
示例性的，該清潔結構包括清潔刷4，通過清潔結構對第一靜壓支撐件1進行清潔，具體包括：
控制該清潔刷4向靠近該第一靜壓支撐件1的方向移動，並與該第一靜壓支撐件1的吸附面接觸；
控制該清潔刷4順時針或逆時針轉動，同時控制該第二靜壓支撐件2向該第一靜壓支撐件1提供清潔液，以對該吸附面進行清潔。
需要說明的是，對該第一靜壓支撐件1提供清潔液也可以是在通過該清潔刷4進行清潔之前，在此並不限制對該第一靜壓支撐件1提供清潔液和控制該清潔刷4運動以對該第一靜壓支撐件1進行清潔的先後順序。
示例性的，該清潔結構還包括空氣刀，通過清潔結構對第一靜壓支撐件1進行清潔，還包括：
在該清潔刷4停止清潔後，通過空氣刀吹掃該吸附面。
有以下幾點需要說明：
（1）本發明實施例附圖只相關連到與本發明實施例相關連到的結構，其他結構可參考通常設計；
（2）為了清晰起見，在用於描述本發明的實施例的附圖中，層或區域的厚度被放大或縮小，即這些附圖並非按照實際的比例繪製。可以理解，當諸如層、膜、區域或基板之類的元件被稱作位於另一元件“上”或“下”時，所述元件可以“直接”位於另一元件“上”或“下”或者可以存在中間元件；
（3）在不衝突的情況下，本發明的實施例及實施例中的特徵可以相互組合以得到新的實施例。
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:第一靜壓支撐件
2:第二靜壓支撐件
3:磨輪
4:清潔刷
5:旋轉軸
10:矽片
21:第一通孔
22:第二通孔
23:第三通孔
圖1表示本發明實施例中的雙面研磨裝置結構示意圖；
圖2表示本發明實施例中的靜壓支撐件的結構示意圖；
圖3表示本發明實施例中第二靜壓支撐件的結構示意圖。
1:第一靜壓支撐件
2:第二靜壓支撐件
3:磨輪
10:矽片
Claims (9)
- 一種雙面研磨裝置，用於對矽片的相對的兩面進行研磨，包括：環狀承載結構，用於沿徑向從外周側支撐矽片；相對設置的兩個靜壓支撐件，兩個靜壓支撐件分別位於矽片的兩側，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片；相對設置的兩個磨輪，用於對矽片的相對的兩面進行研磨；兩個該靜壓支撐件中包括第一靜壓支撐件和第二靜壓支撐件，該第一靜壓支撐件用於吸附研磨後的矽片；該雙面研磨裝置還包括對該第一靜壓支撐件進行清潔的清潔結構；該清潔結構包括清潔刷，以及第一驅動結構，用於控制該清潔刷向靠近該第一靜壓支撐件的方向移動，並與該第一靜壓支撐件的吸附面接觸，以對該吸附面進行清潔；該第二靜壓支撐件上設置有第一通孔，該清潔刷可穿過該第一通孔以對該吸附面進行清潔。
- 如請求項1所述之雙面研磨裝置，其中，還包括第二驅動結構，用於控制該清潔刷或該第一靜壓支撐件在與該吸附面相平行的平面內旋轉，以對該吸附面清潔。
- 如請求項2所述之雙面研磨裝置，其中，該第二驅動結構包括旋轉軸，該旋轉軸的一端連接有該清潔刷，該清潔刷為條形結構，該條形結構的延伸方向與該旋轉軸的軸向方向相垂直。
- 如請求項3所述之雙面研磨裝置，其中，該第一靜壓支撐件上用於 吸附矽片的區域為第一區域，該清潔刷在其延伸方向上的長度大於該第一區域在與該清潔刷的延伸方向相平行的方向上的最大長度。
- 如請求項1所述之雙面研磨裝置，其中，還包括清潔液提供裝置，該第二靜壓支撐件的邊緣沿其周向設置有多個第二通孔，該第二通孔與該清潔液提供裝置連接，在該清潔刷對該吸附面進行清潔時，該清潔液提供裝置通過該第二通孔向該吸附面提供清潔液。
- 如請求項1所述之雙面研磨裝置，其中，該清潔結構還包括空氣刀，用於對清潔後的該吸附面進行吹掃。
- 如請求項6所述之雙面研磨裝置，其中，該空氣刀與該清潔刷集成設置，該清潔刷包括本體和設置於該本體的第一表面的刷毛，該空氣刀包括從該第一表面延伸設置並貫穿該本體設置的通孔。
- 一種雙面研磨方法，採用請求項1至7中任一項所述之雙面研磨裝置進行，包括：通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔；通過環狀承載結構承載矽片，並置於第一靜壓支撐件和第二靜壓支撐件之間，通過流體靜壓，非接觸支撐矽片；兩個磨輪高速旋轉以對矽片的相對的兩面進行研磨；該清潔結構包括清潔刷，通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔，具體包括：控制該清潔刷向靠近該第一靜壓支撐件的方向移動，並與該第一靜壓支撐件的吸附面接觸； 控制該清潔刷順時針或逆時針轉動，同時控制該第二靜壓支撐件向該第一靜壓支撐件提供清潔液，以對該吸附面進行清潔；該第二靜壓支撐件上設置有第一通孔，該清潔刷可穿過該第一通孔以對該吸附面進行清潔。
- 如請求項8所述之雙面研磨方法，其中，該清潔結構還包括空氣刀，通過清潔結構對第一靜壓支撐件進行清潔，還包括：在該清潔刷停止清潔後，通過空氣刀吹掃該吸附面。
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Patent Citations (4)
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Also Published As
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