[发明专利]双面抛光装置及其托架

说明书

技术领域

本发明涉及用于双面抛光装置的托架(carrier)以及采用所述托架的双面抛光装置，更具体地，涉及一种镜片在其上的物理位置课调整以实现最佳质量抛光过程的托架以及一种采用所述托架的双面抛光装置。

＜相关申请的交叉引用＞

本申请要求于2009年8月21日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2009-0077525的优先权，该专利申请的全部内容通过引证方式结合于此。

背景技术

大体上，硅晶片加工过程包括：将单晶晶锭(ingot)切成薄盘状晶片的切片过程、将晶片边缘倒角以防止晶片出现诸如破裂、碎片(chipping)、裂缝等缺陷的倒角过程、将晶片整平的研磨过程、将晶片中的残留损伤清除掉的刻蚀过程、将晶片表面进行镜面抛光的抛光过程、以及将杂质从晶片清除掉的清洁过程。根据加工环境、目的晶片规格等，可增加其他过程或改变加工过程顺序。

抛光过程可分为单面抛光过程及双面抛光过程。双面抛光(DSP)过程是将晶片的两个面(即，上面和下面)都进行抛光。

下面将参照图1来详细说明用于执行双面抛光过程的双面抛光装置。

双面抛光装置10包括：上抛光板150，其下表面附有抛光垫；下抛光板110，与上抛光板150相对安装并且上表面附有抛光垫；以及托架130，安装在上抛光板150与下抛光板110之间以用于安装待抛光的晶片100的。

内齿轮120沿着下抛光板110的外周界布置，且中心齿轮140安装在双面抛光装置10的中心处。安装有晶片的至少一个托架130与内齿轮120和中心齿轮140接合，并由此旋转。

随着托架130通过内齿轮120和中心齿轮140而旋转，安装在托架130中的晶片也旋转。由于晶片与上抛光板150和下抛光板110的接触该晶片的抛光垫之间的旋转运动而产生摩擦力。通过摩擦力并连同含有磨粒和各种添加剂的抛光浆液的反应(reaction)，对晶片进行抛光。

内齿轮120和中心齿轮140能独立旋转。根据每个齿轮120和140绕轴线的旋转速度，来确定托架的回转(revolution)和旋转的程度(周期、次数等)。

安装在托架130内的晶片进行与托架130的回转或旋转程度对应的旋转运动。

此间，通过研磨过程来制造双面抛光装置10的上抛光板150和下抛光板110。因此，虽然上抛光板150和下抛光板110由同一制造商制造，然而考虑到(上抛光板或下抛光板的)尺寸，所述上抛光板和下抛光板可能会出现由研磨过程引起的加工偏差，并且对于每个制造商，所述上抛光板和下抛光板的平整度或形状可能不同(如图2所示)。

如图3所示，抛光过程在巨大的压力下反复进行，这使上抛光板和下抛光板的温度增加，从而导致上抛光板和下抛光板的物理变形。在图3中，虚线显示的是下抛光板的底部的温度变化，实线显示的是上抛光板和下抛光板的表面温度变化。

考虑到抛光过程要进行相当长的时间以及进行的次数相当多，因此物理变形可理解为时变(time-varying)现象。因此，诸如浆液状态、下压(depressing)条件等各种因素可能为不能定量确定的动态因素。

在这种情况下，如果晶片平整度等不能达到标准质量，按照惯例托架或抛光板会换成新的。但是，传统技术是以部件更换为基础，且这种更换操作通常要求对平整度等进行质量测试，从而导致过程时间延长。此外，由于托架和抛光板是在早期更换的，因此辅助原材料的经济损失非常大。

传统抛光装置具有位置固定的晶片安装孔，从而反复形成一致的旋转轨迹。为此，当抛光板的平整度或其他动态因素变化时，传统抛光装置就不能针对变化环境来采取积极措施。这是传统抛光装置的根本问题。

同时，托架在双面抛光过程的平整度控制因素中起着最重要的作用。通常，托架由环氧玻璃或SUS DLC制成。这里所说的SUS DLC是指具有碳涂层的不锈钢。

参考图4，安装有晶片100的托架130置于附有上抛光垫151的上抛光板150与附有下抛光垫111的下抛光板110之间。托架130具有沿着其外周界的齿轮部件。所述齿轮部件与抛光装置的内周界处的内齿轮120以及与抛光装置的外周界处的中心齿轮140接合。

由于托架(尤其是环氧玻璃托架)的回转和旋转引起的旋转动量或转矩主要施加于所述托架的带有与内齿轮和中心齿轮接合的齿轮部件的外周界。随着旋转运动的持续，施加的力继续在托架的外周界处累积，最后，托架的外周界出现破裂(如图5A的截面所示)。