具有凹部及帽的抛光头组合件制造技术

一种用于抛光半导体晶片的具有凹部及帽的抛光头组合件包含抛光头。所述凹部沿所述抛光头的底部部分安置。所述凹部具有凹进表面。所述帽定位于所述凹部内。所述帽包含固定到所述抛光头的环形壁及在接头处接合到所述环形壁的底板。所述底板跨所述环形壁延伸，且所述底板具有上表面及下表面。所述上表面与所述凹进表面间隔以在其间形成腔室。所述接头接近处的所述底板的部分的变形阻力经削弱以允许所述接头接近处的所述底板的所述部分通过所述腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。

【技术实现步骤摘要】
具有凹部及帽的抛光头组合件
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2021年12月23日申请的第63/265，951号美国临时专利申请案的优先权，其全部公开内容特此以引用的方式并入。


[0003]本公开大体上涉及半导体晶片的抛光且更特定来说，涉及一种具有凹部及帽的抛光头组合件。

技术介绍

[0004]半导体晶片常用于生产其上印刷电路系统的集成电路(IC)芯片。电路系统首先以小型化形式印刷到晶片的表面上。接着将晶片分成电路芯片。此小型化电路系统要求每一晶片的前及后表面非常平坦且平行以确保电路系统可适当印刷于晶片的整个表面上。为了实现此，通常在从晶锭切割晶片之后使用研磨及抛光工艺来提高晶片的前及后表面的平坦度及平行度。当抛光晶片以准备通过电子束光刻或光刻工艺(以下称为“光刻”)在晶片上印刷小型化电路时，需要特别好的光洁度。其上将印刷小型化电路的晶片表面必须是平坦的。
[0005]抛光机通常包含安装于转盘或台板上以围绕穿过垫的中心的垂直轴线驱动旋转的圆形或环形抛光垫及用于固持晶片且将其压入到抛光垫中的机构。晶片通常使用(例如)液体表面张力或真空/吸力来安装到抛光头。通常包含化学抛光剂及磨粒的抛光浆料施加到垫以增加抛光垫与晶片的表面之间的抛光相互作用。此类型的抛光操作通常称为化学机械抛光(CMP)。
[0006]在操作期间，垫旋转且通过抛光头使晶片与垫接触且压紧垫。在操作期间，垫旋转且通过抛光使晶片与垫接触且压紧垫。随着垫磨损(例如在几百个晶片之后)，晶片平坦度参数降级，因为垫不再平坦，而是具有沿垫的抛光表面形成凹陷的磨损环形带。此垫磨损影响晶片平坦度，且可导致“凹陷”或“凸起”或其组合以导致“w形”。
[0007]当晶片的平坦度变得不可接受时，用新抛光垫更换磨损抛光垫。频繁更换垫显著增加抛光设备的操作成本，不仅因为需要购买、存储及处理大量垫，而且因为更换抛光垫需要大量停机时间。
[0008]因此，需要一种能够通过在抛光过程中针对凸起、凹陷及+/
‑
w形调整晶片厚度形状来优化平坦度参数的抛光设备。
[0009]此
技术介绍
章节旨在向读者介绍可与下文描述及/或主张的本公开的各个方面相关的各个技术方面。此讨论被认为有助于向读者提供背景信息以促进更好理解本公开的各个方面。因此，应理解，这些陈述应鉴于此来阅读，而不是作为对现有技术的承认。

技术实现思路

[0010]一方面，一种用于抛光半导体晶片的抛光头组合件包含抛光头及帽。所述抛光头沿底部部分具有凹部。所述凹部具有凹进表面。所述帽定位于所述凹部内。所述帽包含固定
到所述抛光头的环形壁及在接头处接合到所述环形壁的底板。所述底板跨所述环形壁延伸，且所述底板具有上表面及下表面。所述上表面与所述凹进表面间隔以在其间形成腔室。所述接头接近处的所述底板的部分的变形阻力经削弱以允许所述接头接近处的所述底板的所述部分通过所述腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。
[0011]另一方面，一种用于抛光半导体晶片的抛光头组合件包含抛光头及帽。所述抛光头具有顶部部分及沿底部部分的凹部。所述凹部具有凹进表面。孔从所述顶部部分延伸穿过所述凹进表面。所述帽定位于所述凹部内。所述帽包含具有对应于所述孔的孔隙的环形壁。所述孔及对应孔隙接收紧固件以将所述环形壁固定到所述凹进表面。所述帽还包含在接头处接合到所述环形壁的底板。所述底板跨所述环形壁延伸。所述底板具有上表面及下表面。所述上表面与所述凹进表面间隔以在其间形成腔室。所述底板能够通过所述腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。所述接头接近处的所述底板的部分的变形阻力经削弱以允许所述接头接近处的所述底板的所述部分相对于所述抛光头偏转。
[0012]另一方面，一种用于抛光半导体晶片的抛光头组合件包含抛光头及盖。所述帽具有固定到所述抛光头的环形壁及在接头处接合到所述环形壁的底板。所述抛光头及所述帽在所述抛光头与所述帽的所述底板之间界定腔室。所述底板由能够响应于所述腔室中的压力变化而相对于所述抛光头偏转的金属材料制成。所述环形壁及所述底板中的至少一者的厚度在所述接头接近处减小以削弱所述接头接近处的所述底板的变形阻力。
[0013]与上述方面相关的特征存在各种改进。进一步特征也可并入上述方面中。这些改进及额外特征可个别或以任何组合存在。例如，下文关于任何说明实施例讨论的各种特征可单独或以任何组合并入到任何上述方面中。
附图说明
[0014]图1是抛光设备的部分示意图；
[0015]图2是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备中的抛光头组合件的截面图；
[0016]图3是图1中展示的具有仅部分向下偏转的底板的抛光头组合件的截面图；
[0017]图4是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备中的实例抛光头组合件的截面图；
[0018]图5是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备中的另一实例抛光头组合件的截面图；
[0019]图6是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备的又一实例抛光头组合件的截面图；
[0020]图7是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备的又一实例抛光头组合件的截面图；
[0021]图8是适于安装及使用在图1中展示的抛光设备的又一实例抛光头组合件的截面图；及
[0022]各个图式中相同参考符号指示相同元件。
具体实施方式
[0023]一般而言且在本公开的实施例中，合适衬底“晶片”(其也可称为“半导体晶片”或“硅晶片”)包含单晶硅晶片，例如(例如)通过从由柴可拉斯基法或浮区法形成的单晶硅锭
切割晶片来获得的硅晶片。每一晶片包含中心轴线、前表面及平行于前表面的后表面。前及后表面通常垂直于中心轴线。圆周边缘接合前及后表面。晶片可为适合由所属领域的技术人员使用的任何直径，包含(例如)200毫米(mm)、300mm、大于300mm或甚至450mm直径晶片。
[0024]在一个实施例中，先前已粗抛光使得其具有粗糙前及后表面的半导体晶片首先经受中间抛光操作，其中抛光晶片的前表面而非后表面以改善平坦度参数或使前表面平滑且移除处置划痕。为了执行此操作，使晶片抵靠抛光头组合件放置。在此实施例中，晶片通过表面张力来抵靠抛光头组合件保持于适当位置中。晶片也放置于抛光机的转盘上，其中晶片的前表面接触抛光垫的抛光表面。
[0025]安装于机器上的抛光头组合件能够沿延伸通过晶片的轴线垂直移动。当转盘旋转时，抛光头组合件移向晶片以将晶片推向转盘，借此将晶片的前表面压入与抛光垫的抛光表面抛光接合。
[0026]将含有磨粒及化学蚀刻剂的常规抛光浆料应用于抛光垫。抛光垫使浆料作用于晶片的表面以从晶片的前表面移除材料，从而导致提高光滑度的表面。作为实例，中间抛光操作优选地从晶片的前侧移除小于约1微米的材料。
[0027]接着晶片经受精抛光操作，其中精抛光晶片的前表面以移除在中间步骤中由大尺寸硅胶(例如来自DuPont Air Products Nanomaterials本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抛光半导体晶片的抛光头组合件，所述抛光头组合件包括：抛光头，其沿底部部分具有凹部，所述凹部具有凹进表面；及帽，其定位于所述凹部内，所述帽包括：环形壁，其固定到所述抛光头；及底板，其在接头处接合到所述环形壁，所述底板跨所述环形壁延伸，所述底板具有上表面及下表面，所述上表面与所述凹进表面间隔以在其间形成腔室，其中所述接头接近处的所述底板的部分的变形阻力经削弱以允许所述接头接近处的所述底板的所述部分通过所述腔室中的压力变化来相对于所述抛光头偏转。2.根据权利要求1所述的抛光头组合件，其中所述环形壁包括具有第一厚度的第一部分及具有第二厚度的第二部分，所述第一部分接合到所述底板，所述第二部分从所述第一部分延伸，所述第一厚度小于所述第二厚度以削弱所述接头接近处的所述底板的所述部分的所述变形阻力。3.根据权利要求2所述的抛光头组合件，其中所述第一厚度从约3mm到约5mm。4.根据权利要求3所述的抛光头组合件，其中所述第一厚度约为3mm。5.根据权利要求2所述的抛光头组合件，其中所述底板具有从约5mm到约6mm的连续厚度。6.根据权利要求2所述的抛光头组合件，其中：所述抛光头具有顶部部分及从所述顶部部分延伸穿过所述凹进表面的孔；所述环形壁进一步包括从所述第二部分延伸的肩部，所述肩部具有对应于所述孔的孔隙；且所述孔及所述对应孔隙接收紧固件以将所述环形壁的所述肩部固定到所述抛光头的所述凹进表面。7.根据权利要求1所述的抛光头组合件，其中所述环形壁的厚度朝向所述接头向内渐缩，使得所述环形壁的所述厚度在所述接头接近处最小以削弱所述接头接近处的所述底板的所述部分的所述变形阻力。8.根据权利要求7所述的抛光头组合件，其中所述接头接近处的所述环形壁的所述厚度从约3mm到约5mm。9.根据权利要求7所述的抛光头组合件，其中所述接头接近处的所述环形壁的所述厚度约为3mm。10.根据权利要求7所述的抛光头组合件，其中所述底板具有从约5mm到约6mm的连续厚度。11.根据权利要求1所述的抛光头组合件，其中所述底板的厚度朝向所述接头向内渐缩，使得所述底板的所述厚度在所述接头接近处的所述部分处最小以削弱所述接头接近处的所述底板的所述部分的所述变形阻力...

【专利技术属性】
技术研发人员：许致远，林仁杰，胡杰，黄维章，杨燿青，
申请(专利权)人：环球晶圆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：