[发明专利]用于修整双面研磨硅片的成对研磨垫的工具、装置及方法

说明书

本发明实施例公开了一种用于修整双面研磨硅片的成对研磨垫的工具、装置及方法，所述工具包括：圆形基板，所述圆形基板具有多个通孔，所述多个通孔将所述圆形基板沿厚度方向贯穿并且分布在所述圆形基板的整个板面上，其中，所述圆形基板具有第一外齿，所述第一外齿旨在与内齿圈的第二外齿啮合并且与外齿圈的内齿啮合以使得所述圆形基板通过所述内齿圈和所述外齿圈的旋转产生运动；多个柱状修整元件，每个所述柱状修整元件适于以可拆卸的方式固定装配至所述多个通孔中的每一个中，并且每个所述柱状修整元件的两个纵向端面适于分别对所述成对研磨垫中的一个研磨垫进行修整。

技术领域

本发明涉及半导体加工领域，尤其涉及一种用于修整双面研磨硅片的成对研磨垫的工具、装置及方法。

背景技术

硅片的制造过程中通常需要对硅片进行研磨，以去除硅片成型处理中产生在硅片表面的损伤并将硅片表面制成镜面。参见图1，其示出了用于双面研磨硅片的装置1A，该装置1A通常可以包括：

具有第一外齿(附图中未详细示出)的硅片承载件10B，该硅片承载件10B用于承载硅片W；

具有第二外齿(附图中未详细示出)的内齿圈20A，其中硅片承载件10B的第一外齿与内齿圈20A的第二外齿啮合；

具有内齿(附图中未详细示出)的外齿圈30A，其中硅片承载件10B的第一外齿还与外齿圈30A的内齿啮合；

位于上研磨垫P1上方的上定盘40A以及位于下研磨垫P2下方的下定盘50A，上定盘40A和下定盘50A用于提供朝向彼此的压力以将上研磨垫P1压紧至硅片W的上表面并且将下研磨垫P2压紧至硅片W的下表面，其中，上研磨垫P1和下研磨垫P2都通过压敏胶带层60A分别胶粘至上定盘40A和下定盘50A；

设置在上定盘40A中的用于将研磨液注入至上研磨垫P1的研磨液注入管道70A，其中，研磨液在注入至上研磨垫P1之后穿过硅片承载件10B到达下研磨垫P2处。

在对硅片W进行抛光的过程中，内齿圈20A和外齿圈30A以设定的转速和转向旋转，使得硅片承载件10B与所承载的硅片W一起通过齿之间的啮合产生运动，同时上定盘UP和下定盘LP也会以设定的转速和转向旋转，由此在硅片W与研磨垫P1和P2之间产生相对运动，并通过研磨液产生的化学反应以及通过上下定盘加压产生的物理反应的影响使硅片W被双面研磨，并且这种工艺被称为化学反应和机械研磨过程共同作用的化学机械研磨(ChemicalMechanical Polishing，CMP)工艺。

在对硅片W进行研磨的过程中，由于硅片W的表面是不平整的，因此会对与硅片W的表面接触的研磨垫产生影响。例如在图2中示出的，上研磨垫P1和下研磨垫P2由于硅片W的表面的凸起PR而在研磨过程中产生凹入的划痕GR。此外，从硅片表面上去除的物质和研磨液等会堆积在研磨垫表面。因此，为了维持研磨垫恒定的研磨特性，需要利用修整工具对研磨垫进行修整。图3示出了研磨垫在修整前和修整后的表面形貌的变化。

实践中，如图4所示，用现有的修整工具10A代替图1中示出的用于双面研磨硅片的装置1A中的硅片承载件10B及其所承载的硅片W之后，即可实现对成对研磨垫即上研磨垫P1和下研磨垫P2的修整。然而，在现有的修整工具10A中，修整区段S在修整工具10A上的位置、面积等都是固定的，在这种情况下，如在图4中的坐标曲线所示出的，其中三条曲线的横坐标表示研磨垫半径且单位为毫米，纵坐标分别表示在内齿圈20A和外齿圈30A的三种转速和转向下，修整工具10A去除的抛光垫的厚度，如图4所示三条曲线呈类似的形状，即在横坐标方向上的中间位置处存在谷值而在中间位置的两侧处存在峰值，也就是说，无论内齿圈20A和外齿圈30A的转速和转向如何变化，修整工具10A对研磨垫的修整作用只能产生微小变化，或者说只能在特定表面形貌的研磨垫上起到修整效果。