一种用于修整研磨轮的装置和方法与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种用于修整研磨轮的装置和方法。


背景技术：

2.半导体硅片的生产工艺通常包括拉晶、线切割、研磨、抛光等处理过程。双面研磨作为一种研磨工艺用于同时对硅片的两个主表面进行研磨以使硅片具有高度平整表面。在双面研磨过程中，需要使用专用装置来保持硅片，以便于研磨轮对硅片的两个主表面同时进行研磨。通常，这种保持装置包括对向设置的一对流体静压板，硅片沿竖向方向设置在两个流体静压板之间，流体静压板可以在其自身与硅片的主表面之间形成流体屏障，以便使硅片能够在不与两个流体静压板相接触的情况下被保持竖立，与此同时，可以利用对置的研磨轮对硅片的两个主表面进行研磨。相比于物理夹持，流体静压板的流体夹持方式减少了对硅片的损伤，并使得硅片以较小的摩擦相对于流体静压板表面在切向上移动(转动)。
3.在上述研磨加工的过程中，研磨轮的品质对研磨质量而言至关重要。随着设备连续加工，左右两侧的研磨轮、特别是研磨齿会不断被损耗，磨损后的研磨齿的在整体上可能不再平整，研磨齿自身的粗糙程度也可能无法达到工艺要求，这些因素最终导致加工硅片精度恶化。因此，定期修整研磨轮对研磨过程以及硅片的品质具有重大影响。研磨轮需要定期进行修整，目前所采用的方式是使盘形修整器的周向边缘对准研磨齿的研磨表面，在修整器和研磨轮同时旋转的情况下，由操作人员手动将研磨轮不断朝向修整器进给，以由修整器对研磨轮的研磨表面进行修整。
4.然而，如何准确控制修整器对研磨轮的修整量以使修整后的研磨轮达到预定要求并且使多个修整后的研磨轮具有较好的一致性是本领域亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明实施例期望提供一种用于修整研磨轮的装置和方法，以根据研磨轮相对于修整装置的进给量来控制修整操作进程，从而准确控制对研磨轮的修整量，使得修整后的研磨轮能够达到预定要求并且使得多个修整后的研磨轮能够具有较好的一致性。
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用于修整研磨轮的装置，所述装置包括：
8.柱状的修整部，所述修整部设置成能够绕自身的中心轴线旋转以通过所述修整部的周向表面对研磨轮的研磨齿进行修整；
9.距离感测器，所述距离感测器用于感测所述研磨轮相对于所述修整部的所述周向表面的进给距离；
10.其中，当所述距离感测器感测到所述研磨轮相对于所述修整部的所述周向表面的进给距离达到第一预定距离时，则修整操作结束。
11.第二方面，本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的方法，所述方法通过使用
根据第一方面的装置执行。
12.本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置和方法；该装置包括感测所述研磨轮相对于所述修整部的所述周向表面的进给距离的距离感测器，由于在修整过程中，研磨轮将不断向修整部进给并且研磨轮的进给距离可以表征修整部对研磨轮的修整量，基于此，可以通过控制研磨轮的实际进给距离来控制对研磨轮的实际修整量，以使其与目标修整量相符，因而不仅可以避免对单个研磨轮的修整量不足或过度修整的情况，而且有利于在批量修整时控制多个修整后研磨轮的一致性，从而达到控制被研磨的硅片的品质一致性的目的。
附图说明
13.图1为常规的用于修整研磨轮的装置的示意图；
14.图2为本发明实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；
15.图3为本发明的另一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；
16.图4为本发明的又一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图；
17.图5为本发明的再一实施例提供的用于修整研磨轮的装置的示意图。
具体实施方式
18.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。
19.参见图1，其示出了用于修整研磨轮w的常规修整装置1的一个实施例，该修整装置1包括大致呈圆盘状的修整部2以及从下方支撑修整部2并能够驱动修整部2绕自身的旋转轴线旋转的支撑轴3，其中，该修整装置在绕自身的中心轴线旋转的情况下通过其周向表面对研磨轮w的研磨齿t进行修整。
20.目前，在使用该修整装置1修整研磨轮时，首先由操作人员基于肉眼观察手动控制研磨轮w的研磨齿t与修整部2的周向表面对准，对准之后，在修整装置旋转的情况下，操作人员手动使研磨轮w朝向修整装置1移动以通过修整部2的周向表面对研磨轮w的研磨齿t进行修整，在这个过程中，对研磨轮的修整量是由操作人员通过肉眼观察并结合操作经验来确定的，这种方式很难将对研磨轮的修整量控制成恰好达到预定修整量，因此当需要修整多个研磨轮时，基本上无法保证修整后的多个研磨轮的尺寸例如研磨齿的齿高和粗糙度一致性，如果使用这些一致性不佳的研磨轮生产硅片，所获得的硅片的粗糙度也很难达到一致。
21.为了解决上述问题，参见图2，本发明实施例提出了一种用于修整研磨轮的装置100，所述装置100包括：柱状的修整部101，所述修整部101设置成能够绕自身的中心轴线x旋转以通过所述修整部101的周向表面1011对研磨轮w的研磨齿t进行修整；距离感测器102，所述距离感测器102用于感测所述研磨轮w相对于所述修整部101的所述周向表面1011的进给距离；其中，当所述距离感测器102感测到所述研磨轮w相对于所述修整部101的所述周向表面1011的进给距离达到第一预定距离时，则修整操作结束。下面以图2示出的示例进行具体说明。
22.如图2所示，装置100包括修整部101和距离感测器102，当使用装置100对研磨轮w
进行修整时，研磨轮w的研磨齿t的末端朝向装置100的周向表面1011对准并朝向装置100移动，在移动过程中，距离感测器102始终感测研磨轮w相对于装置100的进给距离，在图2示出的示例中，距离感测器102设置成用于感测研磨轮w的设置有研磨齿t的表面与修整部101的周向表面1011之间的距离，即研磨轮w的进给距离d1，当研磨轮w移动成与装置100的周向表面1011相接触时，装置100通过绕中心轴线x旋转经由周向表面1011从研磨轮w的研磨齿t的末端开始对研磨齿t进行修整，一旦距离感测器102进给距离d1达到预定距离时，则修整操作结束，应当说明的是，该预定距离与研磨齿的要被修整去除的量相对应，而研磨齿的要被修整去除的量则可以根据例如研磨轮的实际磨损情况、研磨精度要求、批量生产时的通用性要求来确定。因此，基于进给距离d1来执行修整操作可以准确达到目标修整量，使得修整后的研磨轮能够满足预定要求。
23.本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的装置100；该装置100包括感测所述研磨轮w相对于所述修整部101的所述周向表面1011的进给距离的距离感测器102，由于在修整过程中，研磨轮w将不断向修整部101进给并且研磨轮的进给距离可以表征修整部101对研磨轮w的修整量，基于此，可以通过控制研磨轮的实际进给距离来控制对研磨轮的实际修整量，以使其与目标修整量相符，因而不仅可以避免对单个研磨轮的修整量不足或过度修整的情况，而且有利于在批量修整时控制多个修整后研磨轮的一致性，从而达到控制被研磨的硅片的品质一致性的目的。
24.根据本发明的优选实施例，参见图3，所述装置100还包括与所述距离感测器102通信的控制器103，所述控制器103设置成当所述距离感测器102感测到所述进给距离d1达到所述第一预定距离时使所述修整部101停止旋转，从而结束修整操作。
25.为了提高成本效益，可以使修整部101在与研磨轮w相接触时才开始旋转，或者为了确保修整操作开始阶段的稳定性，避免修整部101的突然启动造成对研磨齿的损坏，也可以使修整部101在研磨轮w靠近时就开始旋转，基于此，优先地，所述控制器103设置成当所述距离感测器102感测到所述进给距离d1达到第二预定距离时使所述修整部101开始旋转，其中，第二预定距离可以根据实际生产要求确定。
26.为了使修整部101能够通过其整个周向表面1011对研磨轮进行修整，优选地，所述修整部101设置成能够在绕所述中心轴线旋转的同时沿所述中心轴线进行往复运动，由此能够扩大每个研磨齿与周向表面1011接触的范围，而不是总在固定的局部区域内对研磨轮进行修整，从而改善了修整的均匀性和修整效率。
27.根据本发明的另一优选实施例，所述修整部101的沿所述中心轴线的长度大于所述研磨轮的直径，以使得研磨轮可以在更大的区域内被修整。
28.为了使修整部101能够得到稳定支撑并且为了使在修整操作中产生的碎屑尽快离开修整装置和研磨轮以避免对后续修整操作造成干扰，优选地，参见图4，所述装置100布置成所述修整部101的所述中心轴线x沿竖向方向，并且所述装置100还包括沿所述中心轴线x设置在所述修整部101下方的底座104，所述底座104具有沿所述中心轴线x上凸的形状，以便于落在所述底座104上的物质沿所述底座104的顶部的表面离开所述底座，从而避免这些碎屑堆积在修整部101上而影响修整效果，并且也避免了碎屑对研磨轮造成污染。
29.由于修整过程中，修整部101与研磨齿t的相互摩擦作用会产生大量的热，这些热不仅会影响修整效果，还可能加快修整部和研磨齿的损耗，为了降低热对装置1和研磨轮w
的影响，优选地，参见图5，所述装置100还包括喷射器105，所述喷射器105用于在所述修整部101执行修整操作时向所述修整部101和所述研磨轮w喷射冷却液。
30.作为示例性的而非限制性的示例，所述修整部由金刚石和陶瓷粘合剂制成。
31.本发明实施例提供了一种用于修整研磨轮的方法，所述方法通过使用上述装置执行。
32.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。
33.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。