一种研磨轮、双面研磨装置及硅片的制作方法

1.本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种研磨轮、双面研磨装置及硅片。


背景技术：

2.研磨工艺是指通过使用研磨轮对硅片的表面进行研磨并产生具有高度平整表面的硅片。在研磨期间，研磨轮由保持装置保持，并且还需要对研磨轮和硅片提供研磨水，以减少对硅片的不必要损伤。
3.双面研磨作为一种常规研磨技术由于具有高效的研磨效率而被广泛应用于硅片制造领域。双面研磨是指同时对硅片的两个侧面进行研磨并产生具有高度平整表面的硅片的技术。双面研磨装置通常包括一对流体静压垫和一对研磨轮，且一对流体静压垫和一对研磨轮对向设置，以确保两者之间的硅片保持为竖直方向。流体静压垫能够在各个垫和硅片表面之间形成流体屏障，以便在研磨期间保持住硅片，并使得硅片以较小的摩擦相对于静压垫表面在切向上转动。
4.然而，由于两个彼此相对的研磨轮采用的是相同目数，因此随着时间的推移，每个研磨轮的表面会发生磨损，以使得硅片研磨表面的位置逐渐偏离预定的位置。此外，研磨轮从研磨开始到结束，会经历粗研磨和细研磨，研磨轮附着在主轴上，因研磨设备长时间连续加工导致机械部件等精度发生变化，进而使得研磨过程中主轴位置发生倾斜或者不共线，造成硅片研磨后表面形貌及平坦度和光滑度恶化。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本实用新型实施例期望提供一种研磨轮、双面研磨装置及硅片。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.第一方面，本实用新型实施例提供了一种研磨轮，所述研磨轮包括粗研磨组件、细研磨组件、第一磨轮轴以及套设于所述第一磨轮轴上的第二磨轮轴；其中，所述粗研磨组件与所述第一磨轮轴固定连接，所述细研磨组件与所述第二磨轮轴固定连接；
8.所述粗研磨组件上设置有多个第一磨齿与多个镂空部；其中，多个所述第一磨齿与多个所述镂空部在圆周方向间隔分布；
9.所述细研磨组件上设置有多个第二磨齿；多个所述第二磨齿在圆周方向间隔分布，且每个所述第二磨齿能够穿过对应的所述镂空部以与对应的所述镂空部配合连接。
10.第二方面，本实用新型实施例提供了一种双面研磨装置，所述双面研磨装置包括：
11.对置的一对流体静压垫；
12.对置的一对如第一方面所述的研磨轮，所述一对研磨轮分别固定在对应的所述一对流体静压垫上；
13.夹持装置，所述夹持装置用于将硅片夹持在所述一对研磨轮之间。
14.第三方面，本实用新型实施例提供了一种硅片，所述硅片由第三方面所述的双面研磨装置研磨制备得到。
15.本实用新型实施例提供了一种研磨轮、双面研磨装置及硅片；所述研磨轮包括粗研磨组件、细研磨组件、第一磨轮轴以及套设于第一磨轮轴上的第二磨轮轴；其中，粗研磨组件上设置有多个第一磨齿与多个镂空部；并且多个第一磨齿与多个镂空部在圆周方向间隔分布；细研磨组件上设置有多个第二磨齿；多个第二磨齿在圆周方向间隔分布，同时每个第二磨齿能够穿过对应的镂空部以与对应的镂空部配合连接；同时，所述粗研磨组件与第一磨轮轴固定连接，细研磨组件与所述第二磨轮轴固定连接，以实现对硅片先利用粗研磨组件进行粗研磨后，再利用细研磨组件对硅片进行细研磨，进而获得平坦度满足研磨工艺标准的硅片。
附图说明
16.图1为常规的双面研磨装置结构示意图；
17.图2为双面研磨装置中流体静压垫结构示意图；
18.图3为本实用新型实施例提供的一种研磨轮结构示意图；
19.图4为本实用新型实施例提供的第一磨齿形状俯视示意图；
20.图5为本实用新型实施例提供的第二磨齿形状俯视示意图；
21.图6为本实用新型实施例提供的第一磨齿和第二磨齿排列的俯视示意图；
22.图7为本实用新型实施例提供的第二磨齿与镂空部配合连接示意图；
23.图8为本实用新型实施例提供的一种双面研磨装置结构示意图。
具体实施方式
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.参见图1，其示出了常规的双面研磨装置1a的示意图，该双面研磨装置1a包括：一对流体静压垫11、分别固定在所述一对流体静压垫11上的一对研磨轮12a，其中一对研磨轮12a的主轴13共线，硅片w垂直地放置于夹持装置(图中未示出)上；流体静压垫11上如图2所示设置有多个小孔111，在双面研磨过程中，流体通过小孔111喷射至硅片w两侧表面，以对硅片w从两侧进行非接触的支撑。具体来说，在硅片w的研磨过程中，硅片w通过流体压力平衡并与夹持装置一起以低速旋转，同时研磨轮12a高速旋转以对硅片w的表面同时进行研磨。但是，由于研磨轮12a的表面磨损以及其他部件精度的变化，导致研磨后的硅片w表面平坦度不满足不满足研磨工艺标准。
26.鉴于上述情况，参见图3，本实用新型实施例提供了一种研磨轮12，所述研磨轮12包括粗研磨组件121、细研磨组件122、第一磨轮轴123以及套设于所述第一磨轮轴123上的第二磨轮轴124；其中，所述粗研磨组件121与所述第一磨轮轴123固定连接，所述细研磨组件122与所述第二磨轮轴124固定连接；
27.所述粗研磨组件121上设置有多个第一磨齿1211与多个镂空部1212；其中，多个所述第一磨齿与多个所述镂空部1212在圆周方向间隔分布；
28.所述细研磨组件122上设置有多个第二磨齿1221；多个所述第二磨齿1221在圆周方向间隔分布，且每个所述第二磨齿1221能够穿过对应的所述镂空部1212以与对应的所述镂空部1212配合连接。
29.对于图3所示的研磨轮12，其包括粗研磨组件121、细研磨组件122、第一磨轮轴123以及套设于第一磨轮轴123上的第二磨轮轴124；其中，粗研磨组件121上设置有多个第一磨齿1211与多个镂空部1212；并且多个第一磨齿1211与多个镂空部1212在圆周方向间隔分布；细研磨组件122上设置有多个第二磨齿1221；多个第二磨齿1221在圆周方向间隔分布，同时每个第二磨齿1221能够穿过对应的镂空部1212以与对应的镂空部1212配合连接；在具体实施时，所述粗研磨组件121与第一磨轮轴123固定连接，细研磨组件122与所述第二磨轮轴124固定连接，以实现对硅片先利用粗研磨组件121对硅片w进行粗研磨，再利用细研磨组件122对硅片w进行细研磨，进而获得平坦度满足研磨工艺标准的硅片w。
30.对于图3所示的研磨轮12，在一些可能的实施方式中，所述第一磨轮轴123与所述第二磨轮轴124能够分别沿轴向方向相对移动，以对硅片w粗研磨后通过移动第一磨轮轴123和第二磨轮轴124使得第二磨齿1221穿过镂空部1212能够对硅片w进行细研磨。
31.对于图3所示的研磨轮12，在一些可能的实施方式中，分别如图4和图5所示，所述第一磨齿1211和所述第二磨齿1221均呈心形状。并且在一些示例中，当移动第一磨轮轴123和第二磨轮轴124使得第二磨齿1221与镂空部1212配合连接时，如图6所示，所述第一磨齿1211与所述第二磨齿1221以旋转对称设置，以使得当第二磨齿1221穿过镂空部1212后，第二磨齿1221与第一磨齿1211能够间隔分布。
32.对于图3所示的研磨轮12，在一些可能的实施方式中，所述第二磨齿1221的高度大于所述磨齿孔1212的深度。可以理解地，如图7所示，当分别移动第一磨轮轴123和第二磨轮轴124使得第二磨齿1221穿过镂空部1212并与镂空部1212配合连接时，为了能够使得第二磨齿1221对硅片w进行研磨，在具体实施过程中需使得第二磨齿1221能够从镂空部1212中凸出，当然，第二磨齿1221的高度及镂空部1212的深度具体以实际需求为准。
33.对于图3所示的研磨轮12，在一些可能的实施方式中，为了获得满足研磨标准的硅片w，在具体实施过程中，当所述第一磨齿1211的目数为8000#时，所述第二磨齿1221的目数为5000#；或者，当所述第一磨齿1211的目数为5000#时，所述第二磨齿1221的目数为3000#。当然，在具体实施过程中，也可以根据实际情况对第一磨齿1211和第二磨齿1221的目数进行相应地调整。
34.参见图8，其示出了本实用新型实施例提供的一种双面研磨装置1，所述双面研磨装置1具体包括：
35.对置的一对流体静压垫11；
36.对置的一对前述技术方案所述的研磨轮12，所述一对研磨轮12分别固定在对应的所述一对流体静压垫11上；
37.夹持装置14，所述夹持装置14用于将硅片w夹持在所述一对研磨轮12之间。
38.对于图8所示的双面研磨装置11，在一些可能的实施方式中，所述双面研磨装置11先采用所述研磨轮12中的粗研磨组件121对所述硅片w进行粗研磨，再采用所述研磨轮12中
的细研磨组件122对所述硅片w进行细研磨。可以理解地，在进行双面研磨时，先利用粗研磨组件121对硅片w的表面进行粗研磨；当粗研磨完成后，再移动第一磨轮轴123和第二磨轮轴124以使得粗研磨组件121中的第一磨齿1211远离硅片表面，且细研磨组件122的第二磨齿1221穿过镂空部1212并与硅片表面接触，以对硅片w进行细研磨。需要说明的是，在粗研磨过程中如若第一磨轮轴123的位置发生倾斜或者两侧第一磨轮轴123的位置不共线，可以细研磨开始前调整第一磨轮轴123的位置以使得第一磨轮轴123重新回归设定原点位置并与第二磨轮轴124共线，然后再开始进行对硅片进行细研磨，直至获得平坦度满足研磨标准的硅片w。
39.最后，本实用新型实施例还提供了一种硅片，所述硅片由前述技术方案所述的双面研磨装置11研磨制备得到。
40.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。