研磨装置、研磨方法及硅片与流程

1.本发明涉及半导体生产技术领域，尤其涉及研磨装置、研磨方法及硅片。


背景技术：

2.半导体加工工艺中，需要通过切割工艺将拉制的硅棒切割成硅片，通过切割工艺获得的硅片的厚度通常设置成为后续工艺留有加工余量。为了去除切割过程中切割工具及砂浆对硅片表面造成的机械损伤，以及为了达到硅片后续有效减薄并控制表面平坦度的目的，需使用双面研磨加工工艺，即通过例如金刚石制成磨轮对硅片表面进行等比例研磨，以去除表面损伤层并减薄硅片。
3.双面研磨设备主要采用两种研磨方式：卧式研磨方式和垂直研磨方式，其中，在采用卧式研磨方式的双面研磨设备中，硅片水平置于高平坦度的研磨台上，磨轮自上方向下研磨，单面加工结束后，对硅片进行翻面以对另一侧研磨；在采用垂直研磨方式的双面研磨设备中，硅片通过载料环支撑而竖立于双面研磨设备中，两个磨轮对向地设置在硅片的两侧，以从两侧进给对硅片两侧同时进行研磨。
4.目前，对于采用垂直研磨方式的双面研磨设备，在研磨过程中会污染静压支撑件的表面，使得静压支撑件表面附有杂质例如磨轮碎屑、硅粉颗粒等，因此当静压支撑件的表面与硅片表面接触时会对硅片表面产生损伤，影响硅片表面品质。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供研磨装置、研磨方法及硅片。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种研磨装置，所述研磨装置用于对硅片进行双面研磨，所述研磨装置包括：
8.对向设置在硅片的两侧的两个静压支撑件，所述两个静压支撑件用于通过提供流体静压以非接触的方式支撑硅片；
9.对向设置的两个磨轮，所述两个磨轮分别用于对所述硅片的两个主表面进行研磨；
10.其中，
11.所述研磨装置还包括：
12.设置在所述两个静压支撑件中的一个静压支撑件的面向硅片的表面上的衬垫，所述衬垫用于防止所述一个静压支撑件的面向硅片的表面被污染；
13.清理模块，所述清理模块用于清理所述衬垫。
14.第二方面，本发明实施例提供了一种研磨方法，所述研磨方法通过使用根据第一方面的研磨装置执行，所述研磨方法包括：
15.通过对向设置在硅片的两侧的两个静压支撑件提供流体静压以非接触的方式支撑硅片；
16.通过对向设置的两个磨轮分别对所述硅片的两个主表面进行研磨；
17.通过清理模块对设置在两个静压支撑件中的一个静压支撑件上的衬垫进行清理；
18.将所述硅片的一个主表面抵靠在已被清理的静压支撑件上并通过该静压支撑件提供的负压支撑所述硅片，使得机械手能够实现对所述硅片的另一主表面的真空吸附，以拾取所述硅片。
19.第三方面，本发明实施例提供了一种硅片，所述硅片通过使用根据第一方面的研磨装置制造。
20.本发明实施例提供了研磨装置、研磨方法及硅片；该研磨装置包括设置在一个静压支撑件的面向硅片的表面上的衬垫，以及用于清理该衬垫的清理模块，对于表面设置有衬垫的静压支撑件而言，在研磨过程中产生的杂质例如磨轮碎屑、硅粉颗粒等仅与衬垫相接触，而不会直接污染静压支撑件，并且被污染的衬垫可以由清理模块进行清理，由此，当通过第一静压支撑件提供负压支撑硅片以便于机械手拾取硅片时，避免了执行前序工序时产生的杂质对硅片的表面造成损伤，提高了最终获得的硅片的品质。
附图说明
21.图1示出了常规的研磨设备的示意图；
22.图2示出了常规的研磨设备的另一示意图；
23.图3示出了本发明实施例提供的研磨设备的示意图；
24.图4示出了本发明的另一实施例提供的研磨设备的示意图；
25.图5示出了本发明的再一实施例提供的研磨设备的示意图；
26.图6示出了本发明实施例提供的研磨方法的流程图。
具体实施方式
27.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。
28.参见图1和图2，图1和图2示出了常规的研磨设备1，研磨设备1包括用于承载硅片s的载料环11、第一静压支撑件12、第二静压支撑件13、第一磨轮14、第二磨轮15，在对硅片s的研磨过程中，机械手r吸附着硅片s将其装入研磨设备1的载料环11内，位于载料环11的左、右两侧的第一静压支撑件12和第二静压支撑件13靠近硅片s，然后位于载料环11的左、右两侧的第一磨轮14和第二磨轮15分别穿过第一静压支撑件12和第二静压支撑件13中的通孔对硅片s进行双面研磨，研磨结束后，第一静压支撑件12通过真空吸附研磨后的硅片s的一个主表面从而保持其处于竖向位置，机械手r自上方伸入研磨设备1中并通过将硅片s抵在第一静压支撑件12上吸附硅片s的另一主表面，随后第一静压支撑件12释放真空压力，机械手r脱离第一静压支撑件12以将硅片s垂直取出。然而，在研磨过程中，由于磨轮的高速旋转，磨轮碎屑、硅粉颗粒等将与研磨液飞溅在静压支撑件上，因此在第一静压支撑件12对硅片s的吸附过程中，当第一静压支撑件12与硅片s相接触时存在于第一静压支撑件12的面向所述硅片的表面上的轮碎屑、硅粉颗粒等可能会对硅片s的表面造成损伤，影响硅片表面品质。
29.为了解决上述问题，参见图3，本发明实施例提供了一种研磨装置10，所述研磨装
置10用于对硅片s进行双面研磨，所述研磨装置10包括：对向设置在硅片s的两侧的两个静压支撑件12、13，所述两个静压支撑件用于通过提供流体静压以非接触的方式支撑硅片s；对向设置的两个磨轮14、15，所述两个磨轮分别用于对所述硅片s的两个主表面s1、s2进行研磨；其中，所述研磨装置10还包括：设置在所述两个静压支撑件中的一个静压支撑件的面向硅片的表面上的衬垫16，所述衬垫16用于防止所述一个静压支撑件的面向硅片的表面被污染；清理模块17，所述清理模块17用于清理所述衬垫16。
30.具体而言，参见图3，研磨装置10包括第一静压支撑件12、第二静压支撑件13、第一磨轮14和第二磨轮15，第一静压支撑件12和第一磨轮14面向硅片s的第一主表面s1设置，第二静压支撑件13和第二磨轮15面向硅片s的第二主表面s2设置，其中，在第一静压支撑件12的面向硅片s的表面上设置有衬垫16，当研磨装置10工作时，由两个静压支撑件分别向硅片s提供流体静压以支撑硅片s，与此同时，两个磨轮分别对硅片s的两个主表面进行研磨，由于衬垫的存在，阻隔了研磨过程中产生的磨轮碎屑、硅粉颗粒、随磨轮的旋转飞溅起的研磨液等与第一静压支撑件12的面向硅片的表面直接接触，在磨轮完成研磨操作并停止旋转之后，清理模块17可以对衬垫16进行清理，使得当通过第一静压支撑件12提供负压支撑硅片以便于机械手拾取硅片时，不会对硅片的表面造成损伤。
31.本发明实施例提供了一种研磨装置10；该研磨装置10包括设置在一个静压支撑件的面向硅片s的表面上的衬垫16，以及用于清理该衬垫16的清理模块17，对于表面设置有衬垫16的静压支撑件而言，在研磨过程中产生的杂质例如磨轮碎屑、硅粉颗粒等以及研磨液仅与衬垫16相接触，而不会直接污染静压支撑件，并且被污染的衬垫16可以由清理模块17进行清理，由此，当通过第一静压支撑件12提供负压支撑硅片以便于机械手r拾取硅片s时，避免了执行前序工序时产生的杂质对硅片s的表面造成损伤，提高了最终获得的硅片的品质。
32.衬垫16例如可以形成为软质膜的形式并通过例如粘贴的方式粘附在静压支撑件的表面上，在这种情况下，优选地，所述衬垫16设置成能够由所述清理模块17从所述一个静压支撑件移除。具体地，参见图3，清理模块17可以通过夹持衬垫16的一部分将衬垫16整体上剥离静压支撑件，也就是说，将衬垫16从静压支撑件清除，这样也等同于将各类杂质从静压支撑件清除，去除了衬垫的静压支撑件的表面不会带有任何杂质，因此可以确保不会对与其相接处的硅片表面造成任何污染。当需要执行下一轮研磨操作，可以为静压支撑件重新粘附一个洁净的衬垫16，如此重复。
33.对于上述情况，作为示例性的而非限制性的，所述衬垫的材料包括聚乙烯丙纶。
34.可替代地，衬垫16也可以设置成是可以重复使用的，对于这种情况，优选地，参见图4，所述清理模块17设置成通过向所述衬垫16喷射清洁液来清理所述衬垫16，在这种情况下，不需要在每轮研磨操作完成之后就将衬垫16彻底清除，而是可以通过清理模块17喷射清洁液来对衬垫16的受污染表面进行清洗的方式来清理衬垫16，这样，不仅可以降低材料成本，而且也可以节省操作时间，提高生产效率。
35.为了便于清理模块17对衬垫16进行清洁，优选地，所述衬垫16由疏水性材料制成并且所述清洁液包括研磨液，由此，喷射在衬垫上的清洁液可以携带附在衬垫上的杂质通过重力迅速流动离开衬垫，另外，可以使用研磨液来作为清洁液，这样不仅可以简化设备的结构，降低改造成本，而且在研磨液被循环利用的情况下，避免了其他物质混入研磨液中造
成对研磨液的污染。
36.对于上述情况，作为示例性的而非限制性的，所述衬垫的材料包括聚四氟乙烯。
37.对于硅片而言，两个主表面分别为正面和背面，通常对硅片正面的各方面参数有着更高的要求，因此，优选地，所述一个静压支撑件为与所述硅片的背面相对的静压支撑件，也就是说，在用机械手拾取硅片时，硅片的背面将与静压支撑件相接触，并由机械手对硅片正面进行真空吸附，这样可以进一步确保硅片正面的品质。
38.根据本发明的优选实施例，所述两个静压支撑件12、13均包括形成在面向所述硅片s的表面上的静压孔，所述静压孔用于提供所述静压力，并且所述衬垫形成有与所述静压孔对应的通孔，使得当所述衬垫设置在所述一个静压支撑件上时，所述一个静压支撑件能够经由所述静压孔和所述通孔提供所述流体静压。
39.具体地，参见图5，第一静压支撑件12形成有多个静压孔121，第二静压支撑件13形成有多个静压孔131，衬垫16设置在第一静压支撑件12上，并且衬垫16形成有多个通孔161，通孔161的数目与静压孔121的数目相同并且直径大于或等于静压孔121的直径，通孔161在衬垫16上布置成当衬垫16设置在第一静压支撑件12上时，静压孔121与通孔161连通，使得流体能够从静压孔121经由通孔161流出以提供流体静压，这样即使衬垫16覆盖静压支撑件12的整个表面，仍不影响静压支撑件提供流体静压。
40.参见图6，本发明实施例还提供了一种研磨方法，所述研磨方法通过使用上文所描述的研磨装置10执行，所述研磨方法包括：
41.s01：通过对向设置在硅片的两侧的两个静压支撑件提供流体静压以非接触的方式支撑硅片；
42.s02：通过对向设置的两个磨轮分别对所述硅片的两个主表面进行研磨；
43.s03：通过清理模块对设置在两个静压支撑件中的一个静压支撑件上的衬垫进行清理；
44.s04：将所述硅片的一个主表面抵靠在已被清理的静压支撑件上并通过该静压支撑件提供的负压支撑所述硅片，使得机械手能够实现对所述硅片的另一主表面的真空吸附，以拾取所述硅片。
45.本发明实施例还提供了一种硅片，所述硅片通过使用上文所描述的研磨装置制造，由于该研磨装置避免了研磨后的硅片的表面受静压支撑件的污染，因此相比于常规技术，可以改善硅片特别是硅片表面的品质。
46.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。
47.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。