[发明专利]用于修整双面磨削设备的工作层的方法和设备

说明书

本发明专利申请是2011年7月22日提交的名称为“用于修整双面磨削设备的工作层的方法和设备”的中国发明专利申请No.201110214116.1的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于修整这样两个工作层的方法和设备，其中所述两个工作层包含粘结磨料并且被施加在用于同时双面加工平坦工件的磨削设备的上和下工作盘的相向侧上。

背景技术

对于电子器件、微电子器件以及微机械电子装置，对全域或局部平坦度、单面局部平坦度（纳米形貌）、粗糙度和清洁度具有非常严格的要求的半导体晶片用作原始材料。半导体晶片是由半导体材料例如基本半导体（硅、锗）、化合物半导体（例如其由元素周期表第三主族的元素如铝、镓或铟与元素周期表第五主族的元素如氮、磷或砷组成）或它们的混合物组成（例如Si_1-XGe_X，0<x<1）。

根据现有技术，半导体晶片借助于多个依次的加工步骤制造，所述步骤大体上归为以下组：

(a)制造大体单晶体半导体晶锭；

(b)将晶锭切片成单个晶片；

(c)机械加工；

(d)化学加工；

(e)化学机械加工；

(f)如果需要的话，附加制造层结构。

在机械加工步骤组中，被称为“行星垫磨削”（PPG）的方法已知为特别有利的方法。该方法例如在专利公开文献DE102007013058A1中描述，并且适于该方法的设备例如在DE19937784A1中描绘。PPG是用于多个半导体晶片的同时双面磨削的方法，其中每个半导体晶片平躺以使得其在借助于滚动设备使之旋转的多个载体（引导笼、“插入载体”）中的一个中的切口内能够自由移动，并且所述每个半导体晶片因而在摆线轨迹上移动。半导体晶片在两个旋转工作盘之间以去除材料的方式被加工。每个工作盘包括含有粘结磨料的工作层。

工作层以结构化磨料垫的形式出现，其中所述结构化磨料垫以粘合的方式、磁性的方式、以形状锁定（例如钩环紧固件）的方式或者借助于真空而固定在工作层上。合适的工作层例如在专利公开文献US5958794中描述，该工作层的形式为设置成在后侧自粘合的易于更换的磨料垫。在磨料垫中使用的磨料优选是金刚石。

类似的方法是所谓的“平珩磨”或“精细磨削”。在这种情况中，针对PPG以如上结构布置的多个半导体晶片在两个大旋转工作盘之间的特征摆线路径上被引导。磨粒固定地粘结到工作盘中，以使得借助于磨削来实现材料去除。在平珩磨的情况中，磨粒能够直接粘结到工作盘的表面中或者其形式为借助于多个单独的磨料体、所谓的“粒料”在工作盘上的面覆盖，其中所述磨料体、所谓的“粒料”安装到工作盘上（P.Beyer et al.,Industrie Diamanten Rundschau IDR39(2005)III,page202）。

在所述的磨削方法的情况中，随着时间改变，工作层的形状由于不断的磨损而改变，残余的磨粒从粘结基体脱离并且新的磨粒暴露。已知的是，磨损横贯工作盘沿径向非均匀地进行。随着时间改变，工作层在这种情况中形成一槽形径向成型部，从而所加工的半导体晶片的最终形状在磨损的整个过程中增加程度地变差。

此外，取决于磨削工具的和所加工的工件的材料，磨削工具的切割能力随着时间下降。另外，新的磨削工具在第一次使用之前通常必须被整形（dress），这是借助于粘结基体被浅薄地去除并且在粘结基体内嵌入的磨粒被暴露而实现的。

因此，现有技术包括修整新的或使用过的磨削工具。在修整的过程中，合适的修整工具在压力的作用下并相对于待修整的工具移动，从而自工作盘或层去除材料。“修整”理解为意味着磨削工具的目标形状的重建（“整修”）及其整形、即磨削工具的切割能力的重建。

P.Beyer et al.,Industrie Diamanten Rundschau IDR39(2005)III,page202和专利公开文献DE102006032455A1公开了修整设备，其包括修整圆环以及外齿，其中所述外齿能够像载体那样插入到磨削设备中并且能够通过所述磨削设备的驱动器相对于工作盘移动。