一种用于对硅片进行抛光的装置和方法

技术领域

本发明涉及硅片生产领域，尤其涉及一种用于对硅片进行抛光的装置和方法。

背景技术

直接法拉制出的单晶硅棒经多线切割后可获得硅片，硅片需要经历多个加工过程以获得成品硅片，在硅片加工过程中通常需要利用抛光设备对硅片进行抛光处理，即通过抛光液的化学作用和抛光垫与硅片表面之间的摩擦生产的机械作用来改善硅片表面的平坦度，其中，抛光液的主要成分是胶装的二氧化硅、有机碱以及其他有机物。

在常规的抛光方法中，抛光头通过自身的旋转运动以及相对于硅片的平移运动对硅片进行无差别的抛光，直至将硅片抛光至满足要求，比如使硅片的平坦度满足要求。

但是，在这样的抛光方法中，由于待抛光的硅片的表面是凹凸不平的，因此比如硅片表面的凹入的部分也会被不断地抛光和减薄，但很明显地这对于硅片表面的平坦度而言是不利的，要使硅片的平坦度满足要求需要花费的时间是较长的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于对硅片进行抛光的装置和方法，能够在更短的时间内获得硅片更好的平坦度。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种用于对硅片进行抛光的装置，所述装置包括：

旋转驱动器，所述旋转驱动器用于使抛光头绕自身的中心轴线相对于所述硅片旋转以对所述硅片的与所述抛光头接触的部位进行抛光；

平移驱动器，所述平移驱动器用于使所述抛光头在与所述硅片的中立面平行的平面中相对于所述硅片平移以对所述硅片的整个主表面进行抛光；

传感器，所述传感器用于感测所述抛光头施加在所述硅片上的压力，其中，所述压力因所述硅片的所述主表面凹凸不平而不同；

调速器，所述调速器用于当所述压力增大时减小所述抛光头平移的平移速度并且/或者增大所述抛光头旋转的旋转速度。

第二方面，本发明实施例提供了一种用于对硅片进行抛光的方法，所述方法包括：

使抛光头绕自身的中心轴线相对于所述硅片旋转以对所述硅片的与所述抛光头接触的部位进行抛光；

使所述抛光头在与所述硅片的中立面平行的平面中相对于所述硅片平移以对所述硅片的整个主表面进行抛光；

感测所述抛光头施加在所述硅片上的压力，其中，所述压力因所述硅片的所述主表面凹凸不平而不同；

当所述压力增大时减小所述抛光头平移的平移速度并且/或者增大所述抛光头旋转的旋转速度。

本发明实施例提供了一种用于对硅片进行抛光的装置和方法，通过压力对硅片的凸出部位以及凹入部位进行了体现，即，压力越大则代表了抛光头正在对硅片中凸出部位或者说厚度更大的部位进行抛光，另外，可以是，抛光头相对于硅片的平移速度是恒定的，但是抛光头的旋转速度在压力增大时是更快的，也可以是，抛光头相对于硅片的旋转速度是恒定的，但是抛光头的平移速度在压力增大时是更慢的，还可以是，压力增大时，不仅抛光头的旋转速度更快而且抛光头的平移速度更慢，这样，与现有技术中对硅片进行无差别的抛光不同，本发明实现了对硅片的针对性抛光，或者说，对于硅片中厚度更大的部位而言，抛光效率是更高的，这样，能够在一定的时间内获得硅片的更好的平坦度。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的用于对硅片进行抛光的装置的正视示意图；

图2示出了根据本发明的实施例的传感器在装置中的设置方式的正视示意图；

图3示出了根据本发明的实施例的装置的平移驱动器的俯视示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的用于对硅片进行抛光的方法的示意图。

具体实施方式

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。

参见图1，本发明实施例提供了一种用于对硅片W进行抛光的装置1，在图1中通过点填充的方框示意性地示出了该硅片W，所述装置1可以包括：

旋转驱动器10，所述旋转驱动器10用于使抛光头H绕自身的在图1中通过点划线示出的中心轴线HX相对于所述硅片W旋转，如在图1中通过围绕该中心轴线HX的曲线箭头示意性地示出的，以对所述硅片W的与所述抛光头H接触的部位进行抛光；

平移驱动器20，所述平移驱动器20用于使所述抛光头H在与所述硅片W的中立面WP平行的平面中相对于所述硅片W平移以对所述硅片W的整个主表面WS进行抛光，在图1中通过双点划线示出了该中立面WP，这里的中立面WP可以理解为，对于比如图1中示出的上主表面不平坦的硅片W而言，是存在这样的一个平面的：该平面是位于硅片W的中间的或者说即不更接近于上主表面也不更接近于下主表面，那么该平面即为硅片W的中立面WP，另外在图1中通过双向箭头示意性地示出了抛光头H的平移运动，另外，如在图1中示出的，平移驱动器20可以对旋转驱动器10进行直接驱动，而抛光头H可以设置成可旋转地固定至旋转驱动器10，也就是说，平移驱动器20对抛光头H进行的是间接的驱动；

传感器30，所述传感器30用于感测所述抛光头H施加在所述硅片W上的压力F，其中，所述压力F因所述硅片W的所述主表面WS凹凸不平而不同，如在图1中示出的，当抛光头H处于虚线所示的位置时，抛光头H与硅片W上的凹入的部位相对应，因此抛光头H施加在硅片W上的压力F会相对较小，而当抛光头H处于实线所示的位置时，与硅片W上的凸出的部位相对应，因此抛光头H施加在硅片W上的压力F会相对较小，另外图1中通过示意性地表示压力F的成组的箭头的长短表示出了压力F的大小，以使压力F的大小更直观；

调速器40，所述调速器40用于当所述压力F增大时减小所述抛光头H平移的平移速度V1并且/或者增大所述抛光头H旋转的旋转速度V2，图1中将附图标记V1标示在了表示抛光头H的平移运动的双向箭头附近，并且将附图标记V2标示在了表示抛光头H的旋转运动的曲线箭头附近，以使平移速度V1和旋转速度V2更为直观，另外，在图1中示出的具体情形下，与位于虚线所示的位置相比，抛光头H在位于实线所示的位置时平移速度V1更慢并且/或者旋转速度V2更快。

在上述实施例中，通过压力F对硅片W的凸出部位以及凹入部位进行了体现，即，压力F越大则代表了抛光头正在对硅片W中凸出部位或者说厚度更大的部位进行抛光，另外，可以是，抛光头H相对于硅片W的平移速度V1是恒定的，但是抛光头H的旋转速度V2在压力F增大时是更快的，也可以是，抛光头H相对于硅片W的旋转速度V2是恒定的，但是抛光头H的平移速度V2在压力F增大时是更慢的，还可以是，压力F增大时，不仅抛光头H的旋转速度V2更快而且抛光头H的平移速度更慢，这样，与现有技术中对硅片进行无差别的抛光不同，本发明实现了对硅片W的针对性抛光，或者说，对于硅片W中厚度更大的部位而言，抛光效率是更高的，这样，能够在一定的时间内获得硅片W的更好的平坦度。

对于一些硅片W而言，其平坦度可能是非常差的，为了进一步提高对这样的硅片W的抛光效率，在本发明的优选实施例中，当所述传感器30感测到的压力F大于设定临界值时，也就是说，当硅片W由于平坦度非常差，其大厚度部位已经导致压力F大于某一设定值时，所述调速器40可以将所述平移速度V1减小至零，这样，便可以使抛光头H仅针对这样的大厚度部位进行抛光而不再相对于硅片W平移，从而能够更快地将这样的大厚度部位减薄，更快地获得硅片W的更好的平坦度。

为了能够以更简捷的方式实现上述的传感器30的感测功能，在本发明的优选实施例中，参见图2，所述压力F可以由所述传感器30施加至所述抛光头H的作用力F0产生，如在图2中通过空心箭头示意性地示出的，很明显地，压力F与作用力F0是相等的，而抛光头H会对传感器30产生相等的反作用力，由此，在有作用力作用于传感器30的情况下，传感器30是能够感测到该作用力的。另外，返回结合图1可以理解地，图2中示出的传感器30例如可以设置在抛光头H与旋转驱动器10之间，而抛光头H可以设置成能够沿着自身的中心轴线HX相对于旋转驱动器10进行移动，这些都是本领域技术人员通过常规技术手段便容易实现的，在此不再赘述。

在传感器30为上述的设置方式的情况下，在本发明的优选实施例中，所述传感器30可以为压阻式压力传感器，对于这种类型的压力传感器而言，元件的电阻值会随着因机械压力产生的机械应变而变化，适用于上述的情形并且能够对机械压力的变化做出及时快速的响应。

为了使抛光头H完成上述的平移运动，在本发明的优选实施例中，参见图3，所述平移驱动器20可以包括枢轴21和直线导轨22，所述枢轴21用于引导所述直线导轨22转动，如在图3中通过箭头A1示意性地示出的，所述直线导轨22用于引导所述抛光头H沿直线移动，如在图3中通过箭头A2示意性地示出的，结合图1容易理解的是，在这种情况下枢轴21是垂直于中立面WP的或者说直线导轨22是平行于中立面WP的，另外，在图3中示出了，直线导轨22从虚线所示位置转动到了实线所示位置，并且抛光头H通过直线导轨22的转动以及在直线导轨22上的移动从虚线所示位置运动到了实线所示位置。

优选地，返回参见图1，所述抛光头H可以包括本体H1和固定至所述本体H1并且与所述硅片W接触以对所述硅片W进行抛光的抛光垫H2，在本体H1为刚性而抛光垫H2为柔性的情况下，压力F的不同事实上是由于抛光垫H2的变形程度或者说被压缩的程度的不同造成的。

优选地，所述旋转驱动器10可以为旋转电机。

参见图4并结合图1，本发明实施例还提供了一种用于对硅片W进行抛光的方法，所述方法可以包括：

S401：使抛光头H绕自身的中心轴线HX相对于所述硅片W旋转以对所述硅片W的与所述抛光头H接触的部位进行抛光；

S402：使所述抛光头H在与所述硅片W的中立面WP平行的平面中相对于所述硅片W平移以对所述硅片W的整个主表面WS进行抛光；

S403：感测所述抛光头H施加在所述硅片W上的压力F，其中，所述压力F因所述硅片W的所述主表面WS凹凸不平而不同；

S404：当所述压力增大时减小所述抛光头H平移的平移速度V1并且/或者增大所述抛光头H旋转的旋转速度V2。

在上述方法中，优选地，当感测到的压力F大于设定临界值时，可以将所述平移速度V1减小至零。

在上述方法中，优选地，结合图3容易理解，使所述抛光头H平移可以通过使所述抛光头H绕轴线进行转动并且使所述抛光头H沿着以相同方式绕所述轴线转动的直线进行移动实现。

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。

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。