CN115972078A - 一种用于对硅片进行双面研磨的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于对硅片进行双面研磨的装置及方法，所述装置包括：用于承载硅片的载环；一对静压板，用于使流体静压作用于承载在所述载环上的硅片的两个侧面；具有不同于彼此的研磨精度的至少两对磨轮，每对磨轮均设置在所述一对静压板上并且用于对硅片的两个侧面进行研磨，其中，每对磨轮的直径均小于硅片的直径，以便在硅片受到所述流体静压的同时对硅片进行研磨，并且每对磨轮的直径均大于硅片的半径，以便在相对于硅片处于适于研磨的位置时能够通过硅片和磨轮绕各自的中心轴线旋转实现对整个硅片的研磨；驱动机构，用于使所述载环与所述一对静压板之间产生相对运动，以使得每对磨轮都能够相对于硅片处于所述适于研磨的位置。
Description
技术领域
本发明涉及半导体硅片生产领域，尤其涉及一种用于对硅片进行双面研磨的装置及方法。
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。其中对于双面研磨工艺而言，硅片被夹置在两个静压板之间，以便使硅片能够在不与两个静压板接触的情况下通过每个静压板与硅片之间的流体的静压而得到支承，在硅片被支承后便可以利用对置的磨轮对硅片的两个主表面进行研磨。
对于硅片的双面研磨工艺而言，由于待被研磨的硅片有不同等级的产品需求，因此加工工艺需求也是不同的。比如对于获得材料去除量大并且研磨精度要求高的硅片而言，为了提高生产效率，首先需要将研磨精度低的磨轮装配在双面研磨装置中，以快速去除硅片材料，然后再将研磨精度低的磨轮从双面研磨装置中拆除，并将研磨精度高的磨轮装配在双面研磨装置中，以获得硅片较高的研磨精度。也就是说，为了提高生产效率或者说缩短研磨时间，提升研磨后硅片的质量，满足不同的产品需求和加工特性需求，需要频繁更换多种不同规格磨轮。
但是，频繁更换磨轮耗时耗力，并且会浪费大量时间从而造成产能降低。而且，每次更换新的磨轮后都需要对双面研磨装置进行调整和验证，从而进一步加剧了对生产效率以及产能的不利影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于对硅片进行双面研磨的装置及方法，能够在不对磨轮进行更换的情况下也能够获得产品加工的灵活性，满足硅片不同加工精度要求。
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对硅片进行双面研磨的装置，所述装置包括：
载环，所述载环用于承载硅片；
一对静压板，所述一对静压板用于使流体静压作用于承载在所述载环上的硅片的两个侧面；
具有不同于彼此的研磨精度的至少两对磨轮，每对磨轮均设置在所述一对静压板上并且用于对硅片的两个侧面进行研磨，其中，每对磨轮的直径均小于硅片的直径，以便在硅片受到所述流体静压的同时对硅片进行研磨，并且每对磨轮的直径均大于硅片的半径，以便在相对于硅片处于适于研磨的位置时能够通过硅片和磨轮绕各自的中心轴线旋转实现对整个硅片的研磨；
驱动机构，所述驱动机构用于使所述载环与所述一对静压板之间产生相对运动，以使得每对磨轮都能够相对于硅片处于所述适于研磨的位置。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于对硅片进行双面研磨的方法，所述方法利用根据第一方面所述的装置来进行。
本发明实施例提供了一种用于对硅片进行双面研磨的装置及方法，为了满足不同的产品需求和加工特性需求，不再需要更换多种不同规格的磨轮，而是只需要通过驱动机构使硅片对应于所述至少两对磨轮中能够提供所需要的加工特性和精度要求的那一对磨轮以接受该对磨轮的研磨即可，由此避免了频繁更换磨轮所带来的耗时耗力以及浪费大量时间从而造成产能降低的问题，也避免了每次更换新的磨轮后都需要对双面研磨装置进行调整和验证的问题。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的用于对硅片进行双面研磨的装置的结构示意图；
图2为图1中示出的装置的说明性示意图；
图3为根据本发明的另一实施例的用于对硅片进行双面研磨的装置的组成部件示意图；
图4为根据本发明的实施例的装置的静压板的示意图。
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并结合图2，本发明实施例提供了一种用于对硅片W进行双面研磨的装置1，所述装置1可以包括：
载环10，所述载环10用于承载硅片W；
一对静压板20，所述一对静压板20用于使流体静压作用于承载在所述载环10上的硅片W的两个侧面WS1和WS2，这里的流体静压如在图1中通过指向硅片W的两个侧面WS1和WS2的箭头示意性地示出的，另外，将在下文中详细描述通过所述一对静压板20产生这样的流体静压的原理；
具有不同于彼此的研磨精度的至少两对磨轮30，其中在图1和图2中示例性地示出了两对磨轮30，每对磨轮30均设置在所述一对静压板20上并且用于对硅片W的两个侧面WS1和WS2进行研磨，如参见图1更容易理解的，比如上方的一对磨轮30朝向硅片W移动后便能够与硅片W的两个侧面WS1和WS2接触，从而比如在硅片W产生旋转的情况下实现对硅片W的研磨，其中，更具体地参见图2，每对磨轮30的直径D1均小于硅片W的直径D2，以便在硅片W受到所述流体静压的同时对硅片W进行研磨，并且每对磨轮30的直径D1均大于硅片W的半径R，以便在相对于硅片W处于适于研磨的位置时能够通过硅片W和磨轮30绕各自的中心轴线WX和30X旋转实现对整个硅片W的研磨，如在图2中，下方的一对磨轮30便处于这样的适于研磨的位置，而在图1中，上方的一对磨轮30便处于这样的适于研磨的位置；
驱动机构40，所述驱动机构40用于使所述载环10与所述一对静压板20之间产生相对运动，以使得每对磨轮30都能够相对于硅片W处于所述适于研磨的位置，比如使载环10与所述一对静压板20之间的相对位置关系从如图1
中示出的那样转变为如图2中示出的那样。
对于根据本发明实施例的用于对硅片W进行双面研磨的装置1而言，为了
满足不同的产品需求和加工特性需求，不再需要更换多种不同规格的磨轮，而5是只需要通过驱动机构40使硅片W对应于所述至少两对磨轮30中能够提供所
需要的加工特性和精度要求的那一对磨轮以接受该对磨轮的研磨即可，由此避免了频繁更换磨轮所带来的耗时耗力以及浪费大量时间从而造成产能降低的问题，也避免了每次更换新的磨轮后都需要对双面研磨装置进行调整和验证的问题。
0对于驱动机构40的具体驱动方式而言，在本发明的优选实施例中，所述驱动机构40可以驱动所述载环10相对于保持固定不动的所述一对静压板20运动。参见图1可以理解的是，相比于所述一对静压板20以及所述至少两对磨轮30的整体而言，载环10的体积、质量以及笨重程度都是较小的，因此更容易实现
运动，或者说能够通过更少的能量损耗实现运动，由此能够节约生产过程中的5能耗成本。
可以理解的是，无论是载环10还是所述一对静压板20以及所述至少两对磨轮30构成的整体，除了实现运动以外还需要在运动后保持固定，以实现后续的研磨处理。对于上述的驱动方式而言，驱动机构40需要类似于机械臂以能够
将载环10运动至任意所需要的位置处，之后还需要使载环10保持固定不动，0这样会导致载环10在运动结束后的稳定性是较差的，比如在硅片W受到流体静压的作用时载环10可能会偏离所需要的位置。对此，在本发明的优选实施例中，所述驱动机构40可以驱动所述一对静压板20相对于保持固定不动的所述载环10运动。这样，可以将载环10固定地装配在装置1中，避免了上述的运动结束后稳定性差的问题。
5对于上述的驱动方式而言，进一步优选地，所述驱动机构40可以驱动所述一对静压板20绕转动轴线RX转动，如在图1中通过点划线示出的以及在图2
中通过叉号示出的，这样，静压板20例如可以通过轴承可旋转地装配在装置1中，使驱动机构40以简单容易的方式完成所需要的驱动，比如驱动机构40在这种情况下可以为旋转电机，在这种情况下，参见图2，所述至少两对磨轮30可以在所述一对静压板20的转动方向RD上均匀分布，这样，能够使得所述至少两对磨轮30中相邻的两对磨轮之间的间距最大化，最大程度地避免硅片W在接受一对磨轮的研磨时，受另一对磨轮的影响而导致硅片W无法充分接受所述一对静压板20提供的流体静压。
在本发明的优选实施例中，参见图3，所述装置1可以包括四对磨轮30。这样，不仅能够满足常规研磨加工过程中不同加工特性需求，而且能够在装置1的整体所占据的空间较小的情况下使得硅片W在接受一对磨轮的研磨时不受到其他对磨轮的影响而导致硅片W无法充分接受所述一对静压板20提供的流体静压。
对于使上述的所述四对磨轮30具有不同于彼此的研磨硅精度而言，在本发明的优选实施例中，所述四对磨轮30的磨粒的粒径可以彼此不同。
优选地，所述四对磨轮30的磨粒的粒径可以分别为2000目、3000目、4000目、4500目，以满足常规研磨加工过程中不同研磨精度需求。
参见图1和图4，所述一对静压板20可以形成有通孔20H，加压流体PL穿过所述通孔20H流动以提供所述流体静压。
参见图4，所述一对静压板20上可以设置有清洁喷头50，所述清洁喷头50用于朝向硅片W喷射清洁液以对硅片W进行清洁。这样，在研磨完成后，便可以将沾附在硅片W上的污染颗粒清除，避免硅片W在从装置1中取出时被划伤。
本发明实施例还提供了一种用于对硅片W进行双面研磨的方法，所述方法可以利用根据本发明各实施例的装置1来进行。
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 (10)
1.一种用于对硅片进行双面研磨的装置，其特征在于，所述装置包括：
载环，所述载环用于承载硅片；
一对静压板，所述一对静压板用于使流体静压作用于承载在所述载环上的硅片的两个侧面；
具有不同于彼此的研磨精度的至少两对磨轮，每对磨轮均设置在所述一对静压板上并且用于对硅片的两个侧面进行研磨，其中，每对磨轮的直径均小于硅片的直径，以便在硅片受到所述流体静压的同时对硅片进行研磨，并且每对磨轮的直径均大于硅片的半径，以便在相对于硅片处于适于研磨的位置时能够通过硅片和磨轮绕各自的中心轴线旋转实现对整个硅片的研磨；
驱动机构，所述驱动机构用于使所述载环与所述一对静压板之间产生相对运动，以使得每对磨轮都能够相对于硅片处于所述适于研磨的位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动机构驱动所述载环相对于保持固定不动的所述一对静压板运动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述驱动机构驱动所述一对静压板相对于保持固定不动的所述载环运动。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述驱动机构驱动所述一对静压板绕转动轴线转动，所述至少两对磨轮在所述一对静压板的转动方向上均匀分布。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置包括四对磨轮。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述四对磨轮的磨粒的粒径彼此不同。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述四对磨轮的磨粒的粒径分别为2000目、3000目、4000目、4500目。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一对静压板形成有通孔，加压流体穿过所述通孔流动以提供所述流体静压。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一对静压板上设置有清洁喷头，所述清洁喷头用于朝向硅片喷射清洁液以对硅片进行清洁。
10.一种用于对硅片进行双面研磨的方法，其特征在于，所述方法利用根据权利要求1至9中任一项所述的装置来进行。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20230418 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |