[发明专利]晶圆磨削方法及晶圆磨削系统

说明书

本申请涉及一种晶圆磨削方法，其包括以下步骤：面形特征检测步骤，在该步骤中在晶圆的待磨削表面上选择多个测量点并测量晶圆在各个测量点处的厚度；面形特征识别步骤，在该步骤中基于在所述面形特征检测步骤中测得的各个厚度来获取所述待磨削表面的饱满度；位姿调节磨削步骤，在该步骤中基于在所述面形特征识别步骤中得到的饱满度来调整用于载置所述晶圆的晶圆工作台与用于进行磨削操作的磨削工具之间的相对空间位置关系，从而通过所述磨削工具对所述待磨削表面进行补偿性磨削操作。本申请还涉及构造成实施所述晶圆磨削方法的磨削系统。本申请具有能够提高晶圆磨削的效率和精度的优点。

技术领域

本申请涉及晶圆磨削方法和晶圆磨削系统，特别涉及基于面形特征检测、识别来对晶圆的表面进行补偿性磨削操作的方法和系统。

背景技术

晶圆磨削一般依靠原位检测与补偿技术实现超平整面形。在晶圆磨削后依靠非接触式测量装置获得晶圆厚度分布，随后调整磨削设备的主轴位姿，通过补偿加工提升厚度的均匀性。

然而，现有技术在晶圆磨削后，主要是依赖于设备操作人员的磨削经验来确定磨削设备的主轴位姿，缺少对面形特征的系统性识别及定量分析方法，并且缺少用于主轴位姿调节的自动精准决策。依靠设备操作人员的操作经验的现有方法存在面形补偿一致性差、迭代次数多、速度慢、精度低等问题，限制了磨削设备精度与自动化、智能化水平提升。

发明内容

鉴于以上问题，本申请的目的在于提供一种晶圆磨削方法和晶圆磨削系统，其能够至少部分地解决上述问题，以提高晶圆的面形补偿一致性、磨削速度以及磨削精度。

根据本申请的一个方面，提供了一种晶圆磨削方法，其包括以下步骤：面形特征检测步骤，在该步骤中在晶圆的待磨削表面上选择多个测量点并测量晶圆在各个测量点处的厚度，其中所述多个测量点包括起始测量点、最终测量点以及介于所述起始测量点与所述最终测量点之间的居间测量点；面形特征识别步骤，在该步骤中基于在所述面形特征检测步骤中测得的各个厚度来获取所述待磨削表面的面形特征的饱满度，所述饱满度是指居间测量点与凸凹度线的垂直距离中的最大值，所述凸凹度线是连接所述起始测量点与所述最终测量点的直线；位姿调节磨削步骤，在该步骤中基于在所述面形特征识别步骤中得到的饱满度来调整用于载置所述晶圆的晶圆工作台与用于进行磨削操作的磨削工具之间的相对空间位置关系，从而通过所述磨削工具对所述待磨削表面进行补偿性磨削操作。

优选地，所述面形特征识别步骤进一步包括通过以下公式计算居间测量点与所述凸凹度线的垂直距离：，其中i为正整数，r_i为第i个居间测量点与起始测量点的距离，T(r_i)为将r_i代入凸凹度线方程计算而得的厚度，t_i为第i个居间测量点处的实测厚度，，其中T_R为所述最终测量点处的实测厚度，T₀为所述起始测量点处的实测厚度，R为所述最终测量点与所述起始测量点的距离，其中所述凸凹度线方程为：T(r)=kr_i+b，其中k、r_i参数的定义同上，b为所述起始测量点处的实测厚度，即b=T₀。

优选地，可以将俯视时通过晶圆工作台中心点的水平轴线定义为x轴，并将俯视时通过晶圆工作台中心点的垂直轴线定义为y轴，通过使所述晶圆工作台分别围绕x轴和y轴旋转，来调整所述晶圆工作台与所述磨削工具之间的相对空间位置关系。

优选地，可以将所述晶圆工作台需要围绕x轴旋转的实际角度表示为α_t，将所述晶圆工作台需要围绕y轴旋转的实际角度表示为β_t，基于预先确定的凸凹度映射表和饱满度映射表来确定α_t和β_t，所述凸凹度映射表反映的是一系列预定角度α_i与一系列预定凸凹度δ_i,1的对应关系，所述饱满度映射表反映的是一系列预定角度β_i与一系列预定饱满度δ_i,2的对应关系，其中i为正整数。