一种晶圆片及用于该晶圆片的抛光机构的制作方法

1.本实用新型属于半导体晶圆片抛光技术领域，尤其是涉及一种晶圆片及用于该晶圆片的抛光机构。


背景技术：

2.在双面抛光过程中，抛光垫受压缩发生形变，尤其是在晶圆片外缘倒角处，抛光垫的厚度越大其变形越明显，导致靠近倒角处的晶圆片外缘径向面处，上、下抛光垫与载具接触的变形量更大，导致晶圆片靠近倒角处的外缘面被抛磨的较深，与标准要求相比，边缘处的平坦度值较差，严重影响晶圆片整体的几何参数；而位于晶圆片中间位置的平坦度值较稳定且合格。如何设计一种晶圆片的倒角结构，在防止边缘应力集中的同时还可降低边缘抛磨量，提高其边缘平坦度；并设计一种适于该倒角结构的晶圆片的抛光机构，降低晶圆片边缘的抛光量，提高边缘的抛光质量，是提高晶圆片生产质量、降低生产成本的关键。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种晶圆片及用于该晶圆片的抛光机构，解决了现有技术中大尺寸晶圆片靠近倒角处的外缘面平坦度较差的技术问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种晶圆片，晶圆片边缘设有圆弧形结构的倒角，且所述晶圆片边缘倒角结构的角度不大于15
°
。
6.进一步的，所述晶圆片边缘倒角结构的角度为11
°
。
7.进一步的，所述晶圆片边缘倒角结构的半径不大于所述晶圆片厚度的一半。
8.进一步的，抛光前所述晶圆片厚度与抛光后所述晶圆片厚度的差为10
‑
20μm。
9.一种抛光机构，对如上任一项所述的晶圆片进行抛光，包括：
10.抛光垫：对称设置在所述晶圆片两侧；
11.载具：设有用于放置所述晶圆片的放置孔；
12.其中，所述抛光垫厚度不大于1mm；
13.所述放置孔内径边缘为圆形倒角结构，且所述放置孔内径边缘倒角结构的角度小于所述晶圆片边缘倒角的角度。
14.进一步的，所述抛光垫厚度为0.4
‑
0.9mm。
15.进一步的，所述抛光垫为有机高分子材料制成的结构。
16.进一步的，所述抛光垫与所述载具均为圆形，且所述抛光垫直径大于所述载具直径。
17.进一步的，所述放置孔内径与所述晶圆片直径差的范围为0.4
‑
1.6μm。
18.进一步的，所述载具本体为合金材料制成的结构；且所述放置孔为有机高分子材料制成的结构。
19.本实用新型设计的一种晶圆片，应用于各种直径尺寸且边缘为圆弧形结构的倒角
的晶圆片，不仅易于加工，而且提高单个晶圆片面积中芯片的数量；还有利于边缘锋利区应力的释放；并在降低应力集中的前提下，避免边缘倒角处太薄，防止在加工时出现隐裂或崩裂。同时还可减少在抛光过程中抛光垫对倒角的磨损面积，降低晶圆片边缘处的磨损量；以提高晶圆片边缘部分的平整度，保护边缘部分的表面抛光质量。
20.一种用于该晶圆片的抛光机构，适用于各种直径不同且外径边缘为圆弧形的晶圆片，尤其是倒角角度小于15
°
的晶圆片，通过设置与该结构的晶圆片相适配的载具并降低抛光垫的厚度，提高载具对抛光垫受压变形的支撑力，以降低抛光垫受压变形量，从而降低抛光垫对晶圆片边缘的抛光量，以减少同种抛光条件下抛光垫对晶圆片双面边缘的抛光量，提高晶圆片边缘的平坦度，以缩小晶圆片中间及边缘变形的差值，从而提高晶圆片的良品率，并使晶圆片双面边缘平坦度均被控制在0.5μm以内。
附图说明
21.图1是本实用新型一实施例的一种晶圆片外边缘倒角的结构示意图；
22.图2是本实用新型一实施例的一种晶圆片抛光机构的结构示意图；
23.图3是本实用新型一实施例的晶圆片、载具与抛光垫的受力分析图。
24.图中：
25.10、晶圆片
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20、载具
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30、抛光垫
26.40、压盘
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50、支撑盘
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
28.本实施例提出一种晶圆片10，如图1所示，晶圆片10的直径可以为任一所需尺寸，其边缘设有圆弧形结构的倒角r1，且晶圆片10的边缘倒角r1结构的角度θ不大于15
°
，也即是倒角r1靠近晶圆片10上下平面的弧度与水平直线的夹角θ不大于15
°
。说明晶圆片10边缘轮廓的最大宽度较小，在消除晶圆片边缘锋利区的同时，最大限度地释放该处的应力，以避免在倒角处的应力集中。
29.同时，尤其是当晶圆片10的边缘倒角r1结构的角度为11
°
时，倒角r1与晶圆片10的上下端面的连接处的弧面更趋于缓慢，变化幅度小，更有利于边缘锋利区应力的释放。还有在降低应力集中的前提下，还可避免边缘倒角r1太薄，防止在加工时出现隐裂或崩裂。
30.进一步的，这一结构还可减少在抛光过程中抛光垫30对倒角r1的磨损面积，降低晶圆片10边缘处的磨损量；相对于晶圆片10中间位置，可降低抛光垫30对晶圆片10边缘表面抛光的程度，以提高晶圆片10边缘部分的平整度。
31.进一步的，晶圆片10的边缘倒角r1结构的半径不大于晶圆片10厚度h的一半，这一结构的晶圆片10不仅易于加工倒角r1，而且该倒角r1结构的边缘占有晶圆片10整体面积的量更少，提高单个晶圆片10面积中芯片的数量。同时这一结构的倒角，消除晶圆片边缘锋利区，减小晶圆片边缘崩裂的出现，释放应力。
32.进一步的，抛光前晶圆片10的厚度与抛光后晶圆片10的厚度的差为10
‑
20μm。
33.一种抛光机构，如图2所示，对如上所述的晶圆片10进行抛光，适用于各种直径不同且外径边缘为圆弧形结构的晶圆片10，包括：对称设置在晶圆片10两侧的抛光垫30、用于
承载防止晶圆片10的载具20、置于晶圆片10上方的压盘40和置于晶圆片10下方的支撑盘50，载具20中设有用于放置晶圆片10的放置孔。其中，抛光垫30厚度不大于1mm，放置孔的内径边缘为圆形结构的倒角r2，且放置孔内径边缘倒角r2结构的角度β小于晶圆片10边缘倒角的角度θ。
34.这一抛光机构尤其是对于倒角r1的角度小于15
°
的晶圆片，使得放置孔与晶圆片10接触的内径边缘的圆形弧度变化更小，如图3所示，为载具20、抛光垫30与晶圆片10工作时的受力分析示意图，抛光垫30受压盘40的压力作用，在倒角r1和倒角r2处，抛光垫30均变形，其对倒角r1和倒角r2的压力分别为f1和f2，当倒角r2的角度β小于晶圆片10边缘倒角的角度θ时，则倒角r2对抛光垫30的反作用力提高，即其对抛光垫30受压变形的支撑力提高，从而可降低抛光垫30的受压变形程度。受倒角r2对抛光垫30的反作用力的影响，可降低抛光垫30对倒角r1的压力f1，进而降低抛光垫30对晶圆片10边缘的抛光量，以减少同种抛光条件下抛光垫30对晶圆片10双面边缘的抛光量，以提高晶圆片10边缘的平坦度，以缩小晶圆片中间及边缘变形的差值，从而提高晶圆片的良品率。
35.优选地，抛光垫30的厚度为0.4
‑
0.9mm，且为有机高分子材料制成的结构。在这一条件下，抛光垫30的变形量更小，其对晶圆片10边缘的抛光磨损量最小。
36.进一步的，抛光垫30与载具20均为圆形，且抛光垫30直径大于载具20的直径。放置孔内径与晶圆片10直径差的范围为0.4
‑
1.6μm。这一结构在满足晶圆片10取放的条件下，可最大限度地降低抛光垫30的变形。还有，对于边缘结构均为圆倒角形状的晶圆片10外径和放置孔内径配合的间隙，尤其是放置孔边缘倒角r2角度小于晶圆片10边缘倒角r1角度，且当晶圆片10边缘倒角r1角度为11
°
时，抛光垫的变形量最小，其对晶圆片10边缘的抛光磨损量最小。
37.进一步的，载具20本体为合金材料制成的结构，硬度为hv500
±
10，在载具20本体的外表层为类金刚石镀膜层，可减缓载具20本体的磨损，以使载具20经过抛光处理后延长其使用寿命。且放置孔为有机高分子材料制成的结构，优选地为pvdf制成，目的是保证其与晶圆片10直接接触后确保晶圆片10表面的纯净，不会出现金属杂质。
38.1、本实用新型提出的一种晶圆片，应用于各种直径尺寸且边缘为圆弧形结构的倒角的晶圆片，尤其是该倒角角度不大于15
°
的晶圆片，优选地，该倒角角度为11
°
，并该倒角结构的半径不大于晶圆片厚度的一半。这一结构使得该倒角与晶圆片上下端面的连接处的弧面更趋于缓慢，变化幅度小，更有利于边缘锋利区应力的释放。
39.2、本结构的晶圆片可在降低应力集中的前提下，还可避免边缘倒角处太薄，防止在加工时出现隐裂或崩裂。这一结构的晶圆片倒角不仅易于加工，而且该倒角结构的边缘占有晶圆片整体面积量更少，提高单个晶圆片面积中芯片的数量。
40.3、同时这一结构的晶圆片还可减少在抛光过程中抛光垫对倒角的磨损面积，降低晶圆片边缘处的磨损量；相对于晶圆片中间位置，可降低抛光垫对晶圆片边缘表面抛光的程度，以提高晶圆片边缘部分的平整度，保护边缘部分的表面抛光质量。
41.4、一种用于该晶圆片的抛光机构，适用于各种直径不同且外径边缘为圆弧形的晶圆片，尤其是倒角角度小于15
°
的晶圆片，本抛光机构通过设置与该结构的晶圆片相适配的载具，尤其是放置晶圆片的放置孔内径的边缘的倒角也为圆倒角，且放置孔内径边缘倒角的角度小于晶圆片边缘倒角的角度，目的是提高其对抛光垫受压变形的支撑力，以降低抛
光垫受压变形量，从而降低抛光垫对晶圆片边缘的抛光量，以减少同种抛光条件下抛光垫对晶圆片双面边缘的抛光量，以提高晶圆片边缘的平坦度，以缩小晶圆片中间及边缘变形的差值，从而提高晶圆片的良品率。
42.5、本抛光机构同时通过降低抛光垫的厚度，尤其是在0.4
‑
0.9mm范围内，抛光垫的变形量减小，尤其是在晶圆片直径与放置孔内径差范围为0.4
‑
0.6μm时，在满足晶圆片取放的条件下，可最大限度地降低抛光垫的变形。
43.6、本抛光机构，通过对于边缘结构均为圆倒角形状的晶圆片外径和放置孔内径配合的间隙，尤其是放置孔边缘倒角角度小于晶圆片边缘倒角角度、且晶圆片边缘倒角角度为11
°
时，抛光垫的变形量最小，其对晶圆片边缘的抛光磨损量最小，且使晶圆片双面边缘平坦度均被控制在0.5μm以内。
44.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。