[发明专利]晶片抛光装置及方法

说明书

本发明提供了一种晶片抛光装置及方法，涉及晶片抛光技术领域，包括转轴、抛头、多个压力传感器和多个驱动机构；压力传感器与驱动机构连接；抛头设置在转轴的一端，抛头远离转轴的一侧用于固定晶片，转轴能够带动抛头转动；多个压力传感器间隔设置在抛头上，在晶片的抛光过程中，用于检测晶片上对应位置的压力；多个驱动机构均与抛头连接，当晶片的压力值超出设定阈值时，能够调节驱动机构作用在抛头上的压力，以使晶片与抛光平台之间的压力可调，在抛光过程中，利用压力传感器实时检测晶片的受力情况，并利用驱动机构进行晶片压力的实时调节补偿，以使晶片与抛光垫之间的移除量均匀，提升晶片的整体平坦度。

技术领域

本发明涉及晶片抛光技术领域，尤其是涉及一种晶片抛光装置及方法。

背景技术

碳化硅有着优越的材料特性，如高硬度，高热传导性，高电子迁移率和好的化学稳定性。因此，碳化硅可以作为第三代半导体材料用在电子器件上。碳化硅晶片的应用要求单晶表面超光滑、无缺陷、无损伤。碳化硅晶片的加工质量和精度的优劣，直接影响到其器件的性能。但是，由于碳化硅晶片硬度仅次于金刚石,其莫氏硬度为9.2；而且化学稳定性好，常温下几乎不与其它物质反应，故超平坦碳化硅晶片的加工成为碳化硅晶片单晶广泛应用所必须解决的重要问题。

以碳化硅为例，现在国内主要使用传统蓝宝石衬底加工工艺，流程繁杂且良品率低。如图1所示，目前抛光方式主要以贴片方式，抛光垫覆盖在抛光平台150’上方，并随着抛光平台150’一起转动，转轴130’带动设置在其端头的抛头110’、陶瓷盘120’和晶片100’转动，并对晶片100’施加轴向压力，使得晶片晶片100’与抛光垫140’的表面接触，并利用浆料出口201’向抛光垫140’喷洒浆料，从而对晶片100’的表面进行抛光，此种抛光方式适用于直径较小的晶片的抛光。

然而，随着半导体产业的不断发展，碳化硅晶片向着大直径、超薄化的趋势发展。目前产业中常用的碳化硅晶片为4英寸，6英寸直径的碳化硅基本也已产业化。碳化硅晶片直径不断增大、厚度也不断减小对碳化硅机械加工技术提出了严峻的挑战。因晶片尺寸较大，在抛光过程中，其晶片的抛光面的受力不均，从而影响晶片平坦度均匀性，粗糙度，刮伤等。因此现有抛光加工方法已无法适应大尺寸晶片的抛光，无法满足晶片表面平坦度的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶片抛光装置及方法，以解决现有晶片抛光装置和抛光加工方法无法适应大尺寸衬底的抛光，无法满足晶片表面平坦度要求的技术问题。

本发明提供的晶片抛光装置，包括转轴、抛头、多个压力传感器和多个驱动机构；所述压力传感器与所述驱动机构连接；

所述抛头设置在所述转轴的一端，所述抛头远离所述转轴的一侧用于固定晶片，所述转轴能够带动所述抛头转动；

多个所述压力传感器间隔设置在所述抛头上，在所述晶片的抛光过程中，用于检测所述晶片上对应位置的压力；

多个所述驱动机构均与所述抛头连接，当所述晶片的压力值超出设定阈值时，调节驱动机构作用在所述抛头上的压力，以使所述晶片与抛光平台之间的压力可调。

进一步的，晶片抛光装置包括抛头环，所述抛头环设置在所述抛头远离所述晶片的一侧，所述抛头环与所述转轴连接，以使所述转轴能够带动所述抛头和所述抛头环同步转动；

多个所述驱动机构间隔设置在所述抛头环上，所述驱动机构与所述压力传感器一一对应。

进一步的，所述晶片抛光装置包括浆料供给机构，所述浆料供给机构用于向抛光垫喷洒浆料；

所述浆料供给机构包括浆料桶和搅拌机构；

所述搅拌机构用于对所述浆料桶内的浆料进行预搅拌。

进一步的，所述浆料供给机构包括加热机构；

所述加热机构用于将所述浆料加热至预设温度。