一种研磨装置、研磨方法及晶圆制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种研磨装置、研磨方法及晶圆，该装置包括：上定盘；下定盘；承载盘，设置于上定盘和下定盘之间，承载盘上设有多个承载盘孔，承载盘孔内承载有待研磨元件；驱动机构，在驱动机构驱动下，承载盘绕自身轴线自转，并绕下定盘的中心公转，以相对上定盘、下定盘运动，研磨待研磨元件；承载盘孔内设置有边缘导向环，待研磨元件套设于边缘导向环内，且以相对承载盘孔可自由活动的方式设置在承载盘孔内，以使待研磨元件在研磨过程中发生运动时带动边缘导向环运动。本发明专利技术的研磨装置、研磨方法及晶圆，能够使得例如晶圆等待研磨元件表面相对脆弱的边缘部位的机械损伤碰撞最小化，且还能够改善由此导致的待研磨元件折断和碎片缺陷发生率。

A Grinding Device, Grinding Method and Wafer

【技术实现步骤摘要】
一种研磨装置、研磨方法及晶圆
本专利技术涉及半导体材料制造领域，尤其涉及一种研磨装置、研磨方法及晶圆。
技术介绍
作为半导体元件制造的材料，硅晶圆(Siwafer)被广泛应用。硅晶圆是在硅表面生长同种硅的晶圆。硅晶圆因其使半导体集成化的区域的纯度及结晶特性优秀，且有利于半导体器件(device)的收率及元件特性而被广为利用。通常，晶圆制作工序大体可以分为切片(slicing)、边缘磨削(edgegrinding)、研磨(lapping)、腐蚀性蚀刻(causticetching)、双面磨削(doublesidegrinding)、双面抛光(doublesidepolishing)、边缘抛光(edgepolishing)、最终抛光(finalpolishing)等工序。其中，在切片工序中，通常利用线锯(wiresaw)等通过丘克拉斯基提拉法(Czozhralski)等方法，将生长的圆筒形的硅单晶锭切断为晶圆形态，被切断的晶圆表面和外周形貌无法均匀成型，呈现不规则状，因此，需要通过边缘磨削工序来磨削其外周面，将晶圆的整体形状制成具有预定直径大小的圆形状，同时通过晶圆的边缘形貌(edgeshape)加工，来防止后续研磨工序中的晶圆边缘与研磨承载盘碰撞而受损导致破片现象。在研磨工序中，为了改善在切片工序中产生的晶圆表面锯痕(sawmark)等，并提高晶圆的平坦度，而进行研磨。在之后的腐蚀性蚀刻工序中，用碱性蚀刻液实施化学蚀刻，以去除研磨工程中的机械损伤(damage)。然后，再次通过边缘磨削(edgegrinding)二次工程去除在经过研磨(lapping)和蚀刻(etching)工程时未被去除而残留的晶圆边缘部位的崩边(chip)、裂纹(crack)等表面缺陷状态，并以使晶圆的边缘轮廓按照客户要求规格变化的方式进行加工。其中，在现有技术中，虽然在研磨(lapping)工序之前进行边缘磨削(edgegrinding)前作业，但晶圆边缘(waferedge)依然会与研磨(lapping)承载盘(carrier)碰撞而发生晶圆折断(waferbroken)的状况。通过分析以往工艺中在研磨(lapping)工序中发生的晶圆破片(waferbroken)及崩边(chip)类型，发现晶圆的结晶方向性破片(broken)缺陷率占较大比例，碎片(chip)缺陷也呈现研磨(lapping)工序起因性的印记性损伤(damage)，这样，可以判断晶圆破片的原因是，尽管在研磨(lapping)作业前予以加工晶圆边缘部位，但在研磨(lapping)作业过程中，晶圆在进行晶圆自身的旋转和承载盘旋转引起的公转的同时，会在承载盘孔(carrierhole)内进行晶圆的线性移动，导致依然发生承载盘孔(lappingcarrierhole)与晶圆(wafer)的直接碰撞摩擦(collisionfriction)，产生损伤(damage)。因此，为了减少晶圆边缘部位的损伤，向承载盘的孔边缘部位插入(insert)固定在承载盘孔内的树脂层，以使与晶圆边缘部位的碰撞最小化。这样虽然减少了研磨(lapping)工序中的晶圆折断(waferbroken)、碎片(chip)缺陷的发生，但是，树脂层固定在承载盘孔内，晶圆在研磨过程中相对于承载盘孔内的树脂层也会发生上、下、左、右的线性运动，依然存在晶圆边缘(waferedge)部位的研磨加工损伤较脆弱的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种研磨装置、研磨方法及晶圆，能够使得例如晶圆等待研磨元件表面相对脆弱的边缘部位的机械损伤碰撞最小化，且还能够改善由此导致的待研磨元件折断和碎片缺陷发生率。本专利技术所提供的技术方案如下：一种研磨装置，用于对待研磨元件进行研磨；所述装置包括：上定盘；下定盘，与所述上定盘相对设置；承载盘，设置于所述上定盘和所述下定盘之间，所述承载盘上设有多个承载盘孔，所述承载盘孔内承载有所述待研磨元件；驱动机构，在所述驱动机构驱动下，所述承载盘绕自身轴线自转，并绕所述下定盘的中心公转，以相对所述上定盘、所述下定盘运动，研磨所述待研磨元件；在所述承载盘孔内设置有边缘导向环，所述待研磨元件套设于所述边缘导向环内，且所述边缘导向环以相对所述承载盘孔可自由活动的方式设置在所述承载盘孔内，以使所述待研磨元件在研磨过程中发生运动时带动所述边缘导向环运动。进一步的，所述边缘导向环为由树脂材料制成的环状结构。进一步的，所述边缘导向环的外径小于所述承载盘孔的内径，以使所述边缘导向环与所述承载盘孔之间具有第一活动间隙。进一步的，所述边缘导向环的外径与所述承载盘孔的内径之差为0.2mm。进一步的，所述边缘导向环的内径大于所述待研磨元件的外径，以使所述待研磨元件与所述边缘导向环之间具有第二活动间隙。进一步的，所述边缘导向环的内径与所述待研磨元件的外径之差为0.5～1mm。进一步的，所述边缘导向环在垂直于所述承载盘的盘面方向上的厚度与所述承载盘的厚度相同。进一步的，所述下定盘的中心设置有中心齿轮，所述中心齿轮的外周面具有轮齿；所述下定盘的周向边缘设置有内齿轮，所述内齿轮的内周面具有轮齿；其中，所述承载盘啮合于所述中心齿轮和所述内齿轮之间，所述驱动机构通过驱动所述下定盘、所述中心齿轮和所述内齿轮旋转，以驱动所述承载盘绕自身轴线自转，并绕所述下定盘的中心公转。一种研磨方法，采用如上所述的研磨装置对待研磨元件进行研磨，所述方法包括：将所述待研磨元件装载于所述承载盘的所述承载盘孔内时，将所述边缘导向环同时装载于所述待研磨元件与所述承载盘之间；通过驱动机构驱动所述承载盘绕自身轴线自转，并绕所述下定盘的中心公转，以使所述承载盘相对所述上定盘、所述下定盘运动，研磨所述待研磨元件。一种晶圆，采用如上所述的方法制成。本专利技术所带来的有益效果如下：上述方案，通过在待研磨元件(例如晶圆)的边缘部位与承载盘孔边缘之间设置边缘导向环，且边缘导向环本身在承载盘孔内不是固定式(fixedtype)设置，而是以能够相对所述承载盘孔可自由活动的自由状态(freestatus)设置在承载盘孔内，这样，当待研磨元件在研磨过程中相对于承载盘发生运动时，所述边缘导向环可与待研磨元件一同进行运动，进而使得待研磨元件表面相对脆弱的边缘部位的机械损伤碰撞最小化，且还能够改善由此导致的待研磨元件折断和碎片缺陷发生率。附图说明图1表示本专利技术实施例提供的研磨装置的结构示意图；图2表示本专利技术实施例提供的研磨装置中下定盘的俯视图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。针对现有技术中在对晶圆的研磨工序中晶圆的边缘部位易发生机械损伤的问题，本专利技术实施例中提供了一种研磨装置，能够使得例如晶圆等待研磨元件表面相对脆弱的边缘部位的机械损伤碰撞最小化，且还能够改善由此导致的待研磨元件折断和碎片缺陷发生率。本专利技术实施例中提供了一种研磨装置，该研磨装置用于对待研磨元件进行研磨。其中，所述待研磨元件可以是各种待研磨元件，例如，可以为晶圆，但是并不仅局限于晶圆。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨装置，用于对待研磨元件进行研磨；所述装置包括：上定盘；下定盘，与所述上定盘相对设置；承载盘，设置于所述上定盘和所述下定盘之间，所述承载盘上设有多个承载盘孔，所述承载盘孔内承载有所述待研磨元件；驱动机构，在所述驱动机构驱动下，所述承载盘绕自身轴线自转，并绕所述下定盘的中心公转，以相对所述上定盘、所述下定盘运动，研磨所述待研磨元件；其特征在于，在所述承载盘孔内设置有边缘导向环，所述待研磨元件套设于所述边缘导向环内，且所述边缘导向环以相对所述承载盘孔可自由活动的方式设置在所述承载盘孔内，以使所述待研磨元件在研磨过程中发生运动时带动所述边缘导向环运动。

【技术特征摘要】
1.一种研磨装置，用于对待研磨元件进行研磨；所述装置包括：上定盘；下定盘，与所述上定盘相对设置；承载盘，设置于所述上定盘和所述下定盘之间，所述承载盘上设有多个承载盘孔，所述承载盘孔内承载有所述待研磨元件；驱动机构，在所述驱动机构驱动下，所述承载盘绕自身轴线自转，并绕所述下定盘的中心公转，以相对所述上定盘、所述下定盘运动，研磨所述待研磨元件；其特征在于，在所述承载盘孔内设置有边缘导向环，所述待研磨元件套设于所述边缘导向环内，且所述边缘导向环以相对所述承载盘孔可自由活动的方式设置在所述承载盘孔内，以使所述待研磨元件在研磨过程中发生运动时带动所述边缘导向环运动。2.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述边缘导向环为由树脂材料制成的环状结构。3.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述边缘导向环的外径小于所述承载盘孔的内径，以使所述边缘导向环与所述承载盘孔之间具有第一活动间隙。4.根据权利要求3所述的研磨装置，其特征在于，所述边缘导向环的外径与所述承载盘孔的内径之差为0.2mm。5.根据权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述边缘导向环的内径大于所述待研磨元件的外径，以使所述待研磨元件与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光林，郑秉胄，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61