具有抛光垫温度控制的半导体衬底抛光制造技术

一种对半导体晶片抛光系统的抛光垫进行预热的方法包含将流体加热到第一预定温度。所述方法还包含将所述流体施加到所述抛光垫。所述方法进一步包含旋转所述抛光垫使得所述流体覆盖所述抛光垫。所述流体使抛光垫温度增加到第二预定温度。到第二预定温度。到第二预定温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有抛光垫温度控制的半导体衬底抛光
[0001]相关申请案交叉参考
[0002]本申请案主张于2020年6月17日提出申请的美国专利申请案第16/946,340号的权益，所述美国专利申请案出于所有相关及一致目的而以引用方式并入本文中。


[0003]本公开的领域涉及对半导体衬底进行抛光，且特定来说，涉及涉及控制抛光垫的温度的方法及系统。

技术介绍

[0004]半导体晶片通常用于在其上印刷电路系统的集成电路(IC)芯片的生产中。电路系统首先以小型化形式印刷到晶片的表面上。接着将晶片分解成电路芯片。此小型化电路系统需要每一晶片前表面及后表面极其平坦及平行，以确保能将电路系统适当地印刷在晶片的整个表面之上。为实现此，抛光工艺通常用以在从晶锭切割晶片之后改进晶片的前表面及后表面的平坦性及平行性。当对晶片进行抛光以准备通过电子束光刻或光学光刻工艺(下文中称为“光刻”)在晶片上印刷小型化电路时，需要尤其良好光洁度。待在其上印刷小型化电路的晶片表面必须是平坦的。
[0005]双侧抛光可包含对晶片的前表面及后表面进行同时抛光。具体来说，上部抛光垫对晶片的顶部表面进行抛光，而下部抛光垫对晶片的底部表面进行同时抛光。然而，抛光工艺可致使半导体晶片的轮廓由于整个抛光工艺期间的不一致抛光垫温度而不均匀。举例来说，整个抛光工艺期间抛光垫温度的改变可使抛光垫的形状发生变化且可使晶片的轮廓发生变化。
[0006]存在对用于对半导体衬底进行抛光的方法及系统的需要，所述方法及系统在整个抛光工艺期间提供一致抛光垫温度。r/>[0007]本部分打算向读者介绍可与下文所描述及/或主张的本公开的各种方面有关的技术的各种方面。据信，此论述有助于为读者提供背景信息以促进对本公开的各种方面的较佳理解。因此，应理解，应以此观点来阅读这些叙述，而非作为对现有技术的认可。

技术实现思路

[0008]本公开的一个方面是针对一种对半导体晶片抛光系统的抛光垫进行预热的方法。所述方法包含将流体加热到第一预定温度。所述方法还包含将所述流体施加到所述抛光垫。所述方法进一步包含旋转所述抛光垫使得所述流体覆盖所述抛光垫。所述流体使抛光垫温度增加到第二预定温度。
[0009]本公开的另一方面是针对一种利用晶片抛光系统对半导体晶片进行抛光的方法。所述晶片抛光系统包含预热系统及抛光头。所述预热系统包含加热器，且所述抛光头包含抛光垫。所述方法包含利用所述加热器将流体加热到第一预定温度。所述方法还包含将所述流体施加到所述抛光垫。所述方法进一步包含旋转所述抛光垫使得所述流体覆盖所述抛
光垫。所述流体使抛光垫温度增加到第二预定温度。所述方法还包含将所述晶片放置在所述晶片抛光系统中。所述方法进一步包含利用所述抛光垫对所述晶片进行抛光。
[0010]本公开的又另一方面是针对一种用于对半导体晶片进行抛光的晶片抛光系统。所述晶片抛光系统包含：抛光头，其包含抛光垫；及预热系统，其用于对所述抛光垫进行预热。所述预热系统包含用于将流体加热到第一预定温度的加热器。所述预热系统将所述流体导流到所述抛光垫，且所述流体使抛光垫温度升高到第二预定温度。
[0011]关于本公开的上文所提及方面所述的特征存在各种改进形式。其它特征还可同样地并入于本公开的上文所提及方面中。这些改进形式及额外特征可个别地或以任组合形式存在。举例来说，下文所论述的关于本公开的所图解说明实施例中的任一者的各种特征可单独地或以任组合形式并入到本公开的上文所描述方面中的任一者中。
附图说明
[0012]图1是晶片抛光系统的示意图。
[0013]图2是对抛光头进行预热的方法的流程图。
[0014]图3是对晶片进行抛光的方法的流程图。
[0015]图4是当抛光垫的预热工艺的持续时间发生变化时抛光垫的温度的改变的图表。
[0016]图5是当抛光垫的预热工艺的持续时间发生变化时经精抛光晶片的锥度的改变的方框图。
[0017]尽管可在一些图式而不是其它图式中展示各种实例的具体特征，但此仅是出于方便目的。可结合任何其它图式的任特征参考及/或主张任何图式的任何特征。
[0018]除非另有指示，否则图式打算图解说明本公开的实例的特征。据信，这些特征可适用于包括本公开的一或多个实例的多种系统中。图式并不打算包含所属领域的技术人员已知的用于实践所揭示的所揭示实例所需的所有常规特征。
具体实施方式
[0019]适合衬底(其可称为半导体或硅“晶片”)包含单晶硅衬底，单晶硅衬底包含通过从由柴可拉斯基法(Czochralski process)形成的晶锭将晶片切片而获得的衬底。每一衬底包含中心轴线、前表面及平行于前表面的后表面。一般来说，前表面及后表面垂直于中心轴线。周向边缘连结前表面与后表面。
[0020]在一个实例中，预热步骤使抛光垫的温度增加到预定温度。在此实例中，加热去离子(“DI”)水且接着将DI水施加到抛光垫，并且旋转抛光垫使得抛光垫的温度变得大体上均匀。DI水增加抛光垫的温度，且经加热抛光垫用以对半导体晶片进行抛光。在对晶片进行抛光之前增加抛光垫的温度会使抛光垫的温度增加到小于或大约等于对晶片进行抛光期间抛光垫的温度的温度。在已对抛光垫进行预热之后，执行其中对结构的前表面及/或后表面进行抛光(即，执行单侧或双侧抛光)的一或多个抛光步骤。
[0021]对抛光垫进行预热导致抛光工艺期间更一致的抛光垫温度。抛光工艺期间一致抛光垫温度导致抛光工艺期间更均匀的硅移除。在化学机械抛光工艺期间，抛光垫温度会因晶片
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抛光垫界面处的摩擦力而增加。预热工艺在抛光工艺之前增加抛光垫温度，使得抛光垫温度在整个抛光工艺期间是一致的且晶片的移除轮廓是均匀的。
[0022]参考图1，晶片抛光系统100包含抛光机102、预热系统104及浆料供应系统106。在抛光工艺期间，抛光机102对晶片108进行抛光，且浆料供应系统106将浆料提供到抛光机。预热系统104在抛光工艺之前对抛光机102进行预热，以便使抛光机的温度增加到小于或大约等于抛光工艺期间抛光机的抛光温度的温度。
[0023]抛光机102包含附接到第一轴件112的第一抛光头(上部抛光头)110及附接到第二轴件116的第二抛光头(下部抛光头)114。第一轴件112旋转第一抛光头110，且第二轴件116旋转第二抛光头114。第一抛光头110包含第一板(上部板)118及附接到第一板的第一抛光垫(上部抛光垫)120。第一抛光头110还包含抛光垫温度传感器122及多个流体分布管124。抛光垫温度传感器122测量第一抛光垫120及第二抛光垫128的温度，且流体分布管124将第一流体施加到第一抛光垫及第二抛光垫。在所图解说明实施例中，抛光垫温度传感器122是电阻温度检测器。然而，抛光垫温度传感器122可为使得抛光机102能够如本文中所描述地操作的任何类型的温度传感器。类似地，第二抛光头114包含第二板(下部板)126及附接到第二板的第二抛光垫(下部抛光垫)128。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种对半导体晶片抛光系统的抛光垫进行预热的方法，所述方法包括：将流体加热到第一预定温度；将所述流体施加到所述抛光垫；及旋转所述抛光垫使得所述流体覆盖所述抛光垫，其中所述流体使抛光垫温度增加到第二预定温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所述第二预定温度及所述抛光垫温度而计算所述第一预定温度。3.根据权利要求1所述的方法，其中使所述抛光垫温度维持在42℃与43℃之间。4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述流体施加到所述抛光垫包含将第一流体导流到所述抛光垫达预定时间。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括基于所述抛光垫的所测量温度使所述预定时间发生变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体包含去离子水。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述流体大体上不含二氧化硅。8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括利用流动控制器控制所述流体的流动速率。9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括使用加热器将所述流体加热到所述第一预定温度。10.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述抛光垫的所测量温度使用流动控制器使所述流体的流动速率发生变化。11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括基于所述抛光垫的所测量温度使所述流体的温度发生变化。12.一种利用晶片抛光系统对半导体晶片进行抛光的方法，所述晶片抛光系统包含预热系统及抛光头，所述预热系统包含加热器，所述抛光头包含抛光垫，所述方法包括：利用所述加热器将...

【专利技术属性】
技术研发人员：池田正章，
申请(专利权)人：环球晶圆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：