半导体晶片的抛光方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抛光半导体晶片的方法，该半导体晶片安装在一个支承板的前侧面上并被一侧表面以一确定的压力挤压到一个夹持有抛光布的抛光晶上以被抛光。本发明专利技术还涉及一个装置，其适于实施本方法，而本方法之特征在于：ａ）多个压力腔的至少一个在半导体晶片抛光之前被施加以一个确定的压力；和ｂ）该抛光压力在半导体晶征的抛光期间通过施以压力的压力腔之弹性的支承表面传递到支承板的背侧面上。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抛光半导体晶片的方法，该半导体晶片被固定在一个支承板的前侧面上和被一个侧表面以一个确定的抛光压力挤压到一个夹持有抛光布的抛光盘上，以被抛光。本专利技术有还涉及一种实施本方法的装置。借助一种化学-机械的抛光工艺对半导体晶片的平整化处理，在制造一个平面的、无缺陷的和光滑的半导体晶片之加工过程中形成一个重要的加工步骤。这个抛光步骤在多个加工工序中是最后形成的，它是对表面特性起决定作用的步骤，然后，该半导体晶片作为输出材料用于制做电气的、电子的和微电子的构件以便进一步利用。该抛光工艺的目标特别是为了达到两个晶片侧面之高度的平整度和平行性，通过预处理消除被损伤的表面层(损伤消除“damage removal”)，提高半导体晶片的微观粗糙度。一般方式是应用单侧面的和双侧面的抛光工艺。本专利技术涉及的是一组单侧面抛光工艺用于多个半导体晶片(单侧面组式抛光Single side batch polishing)。该半导体晶片在这种工艺中以一个侧面设置在一个支承板的前侧面上，其中，在该侧面和支承板之间构成一个结构闭合和力传递接合的连接，例如通过粘附，粘接，胶粘或形成真空。一般来说，该半导体晶片如此安装在支承板上，即，它们构成同心的模式。在安装以后，该自由的晶片的侧面在输入一种抛光介质的情况下以一确定的抛光压力被挤到一个夹持有抛光布的抛光盘上并被抛光。同时，该支承板和抛光盘按照一般方式以不同的速度被转动。所必需的抛光压力被一个压力冲头传递到支承板的背侧面上，该压力冲头称之为抛光头(polishing head)。在应用多个抛光机时结构可以这样安排，即它们可以具有多个抛光头和相应地可以装有多个支承板。多种因素使得难以实现半导体晶片的平整度和平行性，即下文所称的晶片的理想的几何形状。特别在抛光的半导体晶片情况下，它的侧表面不相互平行，而是具有一个锥度的形状，因而晶片几何形状不能令人满意。与要求的晶片几何形状存在的偏差还会例如由于支承板背侧面上微小的不平度而引起。这些不平度会在和该不平度相反对置的半导体晶片上导致一个变强的或变弱的抛光切除量。而且通过这种抛光所引起的半导体晶片锥度会最终引起作用于半导体晶片上的抛光压力不均匀，以及由此必然引起的不均匀的材料切削。该抛光压力也经常因此不均匀地作用在半导体晶片上，这是由于支承板在抛光期间在自身重量的作用下发生沿径向的变形或者是由于支承板具有一个由加工条件确定的径向厚度不均。在结构相同的抛光头情况下，传递抛光压力时会出现差别，以致于应用这种抛光头也会明显地影响抛光效果。在某些情况下，抛光布在多次使用中作用逐渐丧失，因而抛光效果也就变差了。为了在努力达到要求的晶片几何形状过程中减少(Abmilderung)上述问题，在EP-4033Al中建议，在抛光头和支承板背侧面之间设置由软的弹性体制成的中间层。这个方法不能自动进行并容易发生缺陷，因为，它的结果大部分取决于操作人员的经验和观察，而操作人员必须帮助设置和选择中间层的厚度。而且即使在操作过程中不发生差错，所抛光的半导体晶片的厚度不均也会超出一个确定的界限值。本专利技术的目的是，在应用一个单侧面抛光机对半导体晶片的抛光中可实现改善的抛光切削的均匀性，因此，所抛光的半导体晶片的存度不均是特别小的。本专利技术主要涉及一种抛光半导体晶片的方法，该半导体晶片安装在一个支承板的前侧面上并被一个侧表面以一个确定的抛光压力挤压到一个夹持有抛光布的抛光晶片上并被抛光，其特征在于a)多个压力腔的至少一个在半导体晶片的抛光以前被施以一个确定的压力；和b)该抛光压力在半导体晶片的抛光期间通过施以压力的压力腔之弹性的支承表面传递到一个支承板的背侧面上。本专利技术另外还涉及一种实施所述方法的装置，其特征在于a)多个可单独施以压力的压力腔，以同心的方式设置在抛光头之一个指向支承板背侧面的侧面上并具有弹性的支承表面，它们在半导体晶片的抛光期间将抛光压力传递到支承板的背侧面上，只要此时所属的压力腔被施以压力；和b)一个对压力腔施以压力的装置。本专利技术之所以有效是因为，在抛光头和支承板之间设置的压力腔之局部的压力可以得到均衡，压力的不均匀性可以由于支承板背侧面上的不平度所产生或者由于支承板之弹性的变形所产生。被施以压力的压力腔传递到支承板上的压力在支承板的圆周方向上的弹性支承表面的任何位置上都具有相同的值。本专利技术一个特别的优点是，被施以压力的压力腔最好自动地被选定和自动地施以压力。特别是，所应用的对抛光效果起作用的支承板和抛光布的特性在上述选择时能够被考虑。下面借助附图详细阐述本专利技术。附图说明图1是本专利技术装置的一个优选实施例此处仅表示了为说明本专利技术所必需的特征内容；图2a和2b以简图方式表明了按照本专利技术在抛光半导体晶片时使锥度最小化的原理；首先，参照图1，其表明了一个实施本方法之装置的优选实施例。一个抛光头2之朝着抛光机的支承板1的一侧具有敞开的通道3，它们以同心的方式和支承板的圆周线平行地设置。在每个通道内置有一个压力腔4，例如由一种具有微小刚性的材料所制成的皮袋或软管。这里描述的装置总共设有7个压力腔。如果一个压力腔被施加以压力，其中，被充有一种气体或一种液体，则该压力腔之朝着支承板指向的支承面5就抵靠在该支承板的背侧面6上。该抛光头2装备一个真空工具14，借助它，支承板1就可以通过施加一个真空作用V而被吸住。为了用气体或液体填充压力腔所必需的通过抛光头的管道在图中未作描述。对一个压力腔的施加压力在以后还被标称为“接通压力腔”，而相反的过程则称为“断开压力腔”。所设置的压力腔之数目则取决于所采用的支承板的直径和压力腔之支承面的宽度。最好是设置2至10个，特别优选是2至7个压力腔，它的支承面在压力腔接通的状态时是10至220mm，特别优选的是10至30mm宽度。在抛光头和支承板的背侧面之间有一个隙缝7。在接通时压力腔中的压力值最好这样选择，即抛光头在半导体晶片的抛光期间不会出现超越隙缝和损坏支承板的情况。另外，该装置还包括一个可调节门8的系统，通过它，每个压力腔可以与其余的压力腔无关地被接通和断开并且还设置了使接通的压力腔之间实现压力平衡的可能方案。此外特别优选的是，设置一个中央计算器9，它完全自动地控制压力腔的接通和断开。这个中央计算器9在一个抛光运行之后就被提供所检测的晶片几何形状值例如检测的厚度不均情况。依此它计算出应接通的压力腔数目和状态并控制，相应的压力腔自动地接通或断开。作为优选，该中央计算器在计算时还应另外考虑对抛光效果的影响，这些影响指的是所应用的支承板和抛光头由于加工固有的特性而引起的。所应用的支承板和抛光头的一致性确认可以例如借助一个条形码识别器来实现。然后该中央计算器访问一个数据库，该数据库中贮存了一些指令在应用确定的支承板或确定的抛光头或支承板和抛光头为确定的组合情况下，这些指令可确定哪些压力腔应被接通或断开。这些指令则以有规则的间隔方式在对多个已进行的抛光工序(运行)自动地作出抛光结果评估以后被发出实施。图2a和2b示意地表明了，如何通过本方法可以特别地实现改进所抛光的半导体晶片的抛光结果。在图2a的上边分图中描述了所抛光的半导体晶片10a是锥形的，该晶片10a被安装在一个支承板1的前侧面上并以一确定的抛光压力被挤压到一个夹持有抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
半导体晶片的抛光方法，该半导体晶片安装在一个支承板的前侧面上和被一个侧表面以一个确定的抛光压力挤压到一个夹有抛光布的抛光晶片上，以被抛光，其特征在于： ａ）多个压力腔的至少一个压力腔在半导体晶片抛光之前被施加一个确定的压力；和 ｂ）该抛光压力在半导体晶片的抛光期间，通过被施以压力的压力腔的弹性支承表面传递到支承板的一个背侧面上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 1996-12-12 19651761.31.半导体晶片的抛光方法，该半导体晶片安装在一个支承板的前侧面上和被一个侧表面以一个确定的抛光压力挤压到一个夹有抛光布的抛光晶片上，以被抛光，其特征在于a)多个压力腔的至少一个压力腔在半导体晶片抛光之前被施加一个确定的压力；和b)该抛光压力在半导体晶片的抛光期间，通过被施以压力的压力腔的弹性支承表面传递到支承板的一个背侧面上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于如果多个压力腔被施加有压力的话，施加有压力的各压力腔之间的压力保持均衡。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于在一个抛光工序(运行)之前，通过计算机自动地实现一个压力腔选定，这些被选定的压力腔中施以压力。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于在选定压力腔时，对于所应用的支承板和使用的抛光头来说要考虑合力作用...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗米勒，海因里希亨恩赫费尔，曼弗雷德图尔纳，托马斯希施赫尔特，弗朗茨芒斯，克劳斯勒特格，
申请(专利权)人：瓦克硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]