[发明专利]用于扁平工件的双面处理的装置和用于多个半导体晶片的同时双面材料去除处理的方法

说明书

本申请是申请日为2009年9月21日、申请号为200910174645.6、发明名称为“用于扁平工件的双面处理的装置和用于多个半导体晶片的同时双面材料去除处理的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于扁平工件的双面处理的装置，包括：上工作盘和下工作盘，其中，工作盘中的至少一个工作盘可借助于驱动部件以转动方式被驱动，工作盘在它们自身之间形成工作间隙，至少一个承载盘设置在所述工作间隙中，且具有用于至少一个要被处理的工件的至少一个缺口，且所述至少一个承载盘在其圆周上具有齿，如果齿轮(Zahnkranz)或销环中的至少一个被使得转动，则所述承载盘借助于所述齿在内、外齿轮或销环上滚动，其中齿轮或销环分别具有多个轮齿结构或销结构，承载盘的齿在滚动过程中与所述轮齿结构或销结构啮合。

背景技术

通过使用这种类型的装置，扁平工件例如半导体晶片可经受材料去除处理，例如珩磨、研磨、抛光或磨削。为此，工件以浮动方式保持在承载盘中的缺口内，且两面同时被处理，所述承载盘在工作间隙中以转动方式被引导。在这种情况下，工件在工作间隙中做摆线运动。在这种装置的情况下，扁平工件可在两侧以高度精确的方式被处理。

承载盘的外齿与齿轮的齿或销环的销之间的接触会导致轮齿或销的磨损。因此，从DE29520741U1中得知，对于销环，将套筒以可转动的方式安装在销环的销上，其中，承载盘与套筒啮合。在这种类型的实施例的情况下，在承载盘齿与销之间不再产生摩擦应力。但这种接触会发生在套筒与销之间。然而，由于套筒在相当大的长度上支撑在销上，因此表面载荷、从而可能的磨损相应地较低。而且，套筒可在发生磨损时以简单的方式更换。相比，更换销相对复杂。这种套筒的进一步的构造形式已由DE10159848B1和DE10218483B4公开。EP0787562B1公开了由塑料构成的套筒。

在现有装置的情况下，一个问题在于，由于与轮齿或销和套筒的接触而对承载盘的加载可导致承载盘的齿向上或向下弯出，这通常会导致损坏工件和工作盘或它们的工作层。由于低的强度，因此，在其他方面期望为塑料的承载盘的情况下，这特别严重。而且，在现有装置的情况下，可发生承载盘的过早磨损。这是因为承载盘会部分离开工作间隙，特别是在齿轮或销环的区域，所述区域由于在那里不受工作间隙引导而可能产生不利的垂直运动。当承载盘的该部分再进入工作间隙时，所述运动导致承载盘表面与工作盘的边缘或它们的工作层之间的不利接触，这样，承载盘表面会产生增强的磨损。

本发明还涉及一种用于多个半导体晶片的同时双面材料去除处理的方法，其中，每个半导体晶片可自由移动地位于多个承载盘中的一个承载盘的凹部中，所述承载盘借助于环形外轮或销环和环形内齿轮或销环被使得转动，从而半导体晶片在摆线路径曲线上移动，同时半导体晶片被处理以在两个转动的环形工作盘之间去除材料，所述承载盘和/或半导体晶片在处理过程中使它们的表面的一部分暂时地离开由工作盘限制的工作间隙。

对于电子器件、微电子器件以及微机械电子装置，对全域或局部平坦度、单面局部平坦度(纳米形貌)、粗糙度和清洁度具有非常严格的要求的半导体晶片用作原始材料(基板)。半导体晶片是由半导体材料、特别是化合物半导体例如砷化镓或基本半导体例如硅和锗构成的晶片。

根据现有技术，半导体晶片以多个接连的处理步骤制造。通常，使用以下制造工序：

- 制造单晶体半导体晶锭(晶体生长)；

- 将晶锭切割成单个晶片(内孔锯或线锯)；

- 晶片机械制备(研磨，磨削)；

- 晶片化学制备(碱性或酸性蚀刻)；

- 晶片化学-机械制备：双面抛光(DSP)＝削平抛光(Abtragspolitur)，

利用软的抛光垫(CMP)的单面洁净抛光(Schleierfreipolitur)或镜面抛光；

- 可选地，进一步涂覆步骤(例如外延，退火)。

半导体晶片的机械处理主要用于半导体晶片的全域平坦化、半导体晶片的厚度校准以及晶体损坏表面层的去除和由先前的切割过程引起的处理痕迹(锯切部、切口)的去除。

用于晶片机械制备的现有技术中公知的方法是利用包含粘合的磨削剂的碗形磨削盘的单面磨削(SSG)、在两个碗形磨削盘之间的半导体晶片的两面的同时磨削(“双盘磨削”，DDG)、以及同时供给自由磨削剂浆的在两个环形工作盘之间的多个半导体晶片的两面的同时研磨(双面平行平面研磨，“研磨”)。