一种用于抛光半导体晶片的晶片抛光装置。该抛光机包括一个基体（２３）、一个回转台（２７）、一个抛光垫（２９）和一个用于驱动抛光头（６３）旋转的驱动机构（４５）。该抛光头适于保持至少一个晶片（３５），用于将该晶片的前表面与该抛光垫的工作表面接合。一个球面轴承组件（７５）将该抛光头（６３）安装在驱动机构上，用于当抛光头保持晶片与抛光垫接合时，将该抛光头绕一个位于不高于工作表面的万向节点（Ｐ）枢转。该枢转允许晶片前表面的平面连续地将自身找正，以均衡在晶片前表面上的抛光压力，而抛光头的旋转由该驱动机构驱动。这将前表面和工作表面保持为一种连续平行的关系，用于一个半导体晶片尤其是在晶片侧边缘附近的更均匀的抛光。还公开了一种晶片盒和抛光方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
,抛光装置和方法
技术介绍
本专利技术涉及用于抛光半导体或相似类型材料的装置，并更具体地涉及有助于均衡(平衡)在抛光的晶片表面上和/或在该装置的抛光头上的向下压力的装置。抛光一物件以产生一个高度反射并且无损害的表面已用于多种领域。当抛光例如半导体材料晶片的物件，以准备通过电子束曝光或光刻工艺(以下称作“光刻法”或“平版印刷术”)用于在晶片上印刷电路时，需要一种特别好的抛光。为了保持线的分辨率，其可以细到0.13微米(5.1微英寸)或更细，待印刷电路的晶片表面的平面度是关键的。当使用步进光刻工艺时，对平坦的晶片表面尤其是在该表面的分散区域上的局部平面度的需要更为重要。在相对晶片的一个基准平面(例如格点(点位，地点)最佳基准平面，Site Best Fit Reference Plane)测量时，平面度按照整体平面度变化参数(例如，总厚度变化(“TTV”))或按照局部格点平面度变化参数(例如，格点总指示读数，Site Total Indicated Reading(“STIR”))或格点焦面偏差(Site Focal Plane Deviation“SFPD”))量化。STIR是表面在晶片的小块面积中偏离一个称作“聚焦”平面的基准平面的最大正和负偏差的总和。SFQR是一种从最佳基准平面的前侧测量的STIR测量值的一种具体类型。晶片平面度特征的更详细讨论可以参见F.Shimura，SemiconductorSilicon Crystal Technology 191-195(Academic Press 1989)。目前，单侧抛光晶片的抛光表面的平面度参数通常在大多数晶片的一个中央部分是可接受的，但是该平面度参数在晶片的边缘附近变得不可接受，如下所述。传统的抛光机器的结构导致在晶片边缘附近的不可接受的平面度测量值。抛光机器通常包括一个安装在回转台上的环形抛光垫，该回转台用于被驱动绕一个通过该垫中心的竖直轴线旋转。晶片被固定地安装在抛光垫之上的压板上，并被降低到与旋转抛光垫抛光接合。一种通常包括化学抛光剂和磨料颗粒的抛光浆施加到该垫上，用于在抛光垫和晶片之间更大的抛光相互作用。为了实现所需的抛光度，一个基本上垂直的力将该晶片压到与垫接合。在垫与晶片之间的摩擦系数在晶片上生成一个显著的横向力。该横向力例如通过在晶片的前边缘产生一个摩擦力的垂直分量而在抛光中造成一定的变形。该摩擦力的垂直分量的产生是由于晶片在该横向摩擦力的影响下被安装绕一个万向节点枢转。施加到该晶片上的净垂直力的变化局部地改变抛光压力和晶片的抛光率，造成在抛光中的变形。通常该不均匀的力导致晶片的周边边缘比晶片的主体稍微薄一些，使得晶片的该边缘不适于光刻工艺。该条件是与晶片平面度相关的更普遍问题的子类，并将在下文称作边缘偏斜(减薄，roll-off)。对晶片抛光机的改进帮助减少了边缘偏斜。最近的设计结合了在晶片和在允许晶片的自由旋转的同时施加抛光力的机构之间的锥形支承组件。锥形支承组件是对传统的球窝式结构的改进，因为该机构的的万向节点在该支承下面的一个点上，更靠近晶片和抛光垫之间的界面。当抛光垫在抛光头下面旋转时，在该垫和晶片之间的摩擦在抛光头上生成水平力，导致在抛光头上的力矩。该力矩使抛光头相对于垫倾斜，向抛光头的前边缘施加更大的力。通过朝向抛光垫的工作表面降低抛光头的枢轴点或稍微低于该表面，通过摩擦力施加到抛光头的转矩将或者被最小化、消除，或者被传递到多个所希望的方向。该转矩的控制导致在晶片的所有点上的更均匀(一致)的抛光压力，并导致抛光垫的更均匀的磨损。以靠近工作表面的一个万向节点抛光的晶片表现出优越的平面度特性，尤其是在传统抛光工艺表现出“偏斜(减薄)”特点的晶片外边缘附近以及在可能发生浆缺乏的晶片中心附近。偏斜在具有一个工作表面之上的万向节点的抛光机中发生，在该工作表面上由于摩擦而造成的在抛光头上的转矩将抛光头的前边缘和晶片压进抛光垫之中。当晶片的前边缘和抛光头压进到抛光垫，将浆向前推进并阻止浆在垫和晶片之间流动时，发生浆缺乏。尽管这些在先有技术中做了改进，晶片的边缘仍会表现出不可接受的偏斜以及晶片的中心会不充分地抛光。在将万向节点降到工作表面或低于工作表面的同时控制晶片旋转是更希望的，因为控制该机构的万向节点以及抛光垫和晶片两者的旋转速度允许对晶片抛光工艺的更多控制。相反，自由旋转的抛光头提供了对抛光工艺的很少控制，因为抛光头和晶片仅仅响应于在晶片和抛光垫之间的摩擦力旋转。摩擦力会因晶片和抛光机器而异(例如，由于回转台和驱动机构的不对准)，从而改变抛光头的旋转速度和晶片抛光的特征。该工艺会导致晶片间的不均匀抛光，并导致抛光垫内部日益恶化。因为一个自由旋转的晶片趋向于以一个更快的速率旋转，该抛光垫的内部将经受更多线性摩擦，在垫的中心附近对垫的磨损更快。当该垫在中心附近磨损更快时，晶片的平面度因为该垫不再是平坦的而降低。如果该晶片的旋转速度降低，抛光质量由于沿抛光垫的更均匀的磨损而大大改善。另外，垫磨损影响晶片表面任何的“凹陷”或“凸鼓”，这可以通过晶片的旋转速度更有效地控制。因此，需要一种改进的设计，结合例如一个低的万向节点和晶片旋转控制的进一步的特征，用于阻止边缘偏斜并总体上改善晶片平面度。专利技术概述在本专利技术的多个目的和特征之中，应当注意的是，提供一种改善所加工晶片的平面度的、抛光装置和方法；提供这样一种减少晶片边缘偏斜的晶片、装置和方法；提供这样一种增加可用于光刻工艺的晶片面积的晶片、装置和方法；以及提供这样一种改善在晶片的外环格点和内环格点之间的格点到格点的一致性的晶片、装置和方法。一般地，本专利技术的一种晶片抛光装置包括一个用于支承抛光装置的元件的基体(基座)。一个上面具有一个抛光垫的回转台安装在基体上，用于回转台和抛光垫相对于基体绕一个垂直于回转台和抛光垫的轴线旋转。该抛光垫包括一个可以与晶片的前表面接合用于抛光该晶片前表面的工作表面。一个驱动机构安装在该基体上，用于产生绕一个基本上与回转台轴线平行的轴线的旋转运动。一个连接到用于驱动抛光头旋转的驱动机构的抛光头适于保持至少一个晶片，用于将该晶片的前表面与抛光垫的工作表面接合。一个球面轴承(支承)组件将该抛光头安装在驱动机构上，用于当抛光头保持晶片与抛光垫接合时，使该抛光头绕一个位于不高于晶片前表面和工作表面的界面的万向节点枢转。该枢转允许晶片的前表面的平面连续地将其自身找正(自矫正)，以均衡在晶片前表面上的抛光压力，而抛光头的旋转由该驱动机构驱动。这将前表面和工作表面保持在一个连续的平行关系，用于的更均匀的抛光。在本专利技术的另一个方面，一种抛光的方法一般地包括，将该放置于一个晶片抛光装置的抛光头上，并驱动一个在该抛光装置的一个回转台上的抛光垫绕第一轴线旋转。抛光头一般地被驱动绕与第一轴线不一致(不重合)的第二轴线旋转。由该抛光头所保持的晶片被定位成使得该晶片的一个前表面与该抛光垫的工作表面接合，并被驱使靠在该抛光垫上。该抛光头被保持成，随着抛光头的旋转继续被驱动，用于绕一个位于不高于工作表面和晶片前表面的界面的万向节点自由枢转，以使得晶片的前表面的平面可以响应于一个绕万向节点的垂直于晶片前表面方向的净作用力均衡在抛光垫的晶片前表面上的抛光压力，同时阻止晶片前表面在基本上通过万向本文档来自技高网...
【技术保护点】
晶片抛光装置，它包括：一个用于支承抛光装置的元件的基体；一个上面具有一个抛光垫并安装在基体上的回转台，用于回转台和抛光垫相对于基体绕一个垂直于回转台和抛光垫的轴线旋转，所述抛光垫包括一个可以与一个晶片的前表面接合用于抛光所述晶片的前 表面的工作表面；一个安装在所述基体上用于产生绕一个基本上与回转台轴线平行的轴线的旋转运动的驱动机构；一个连接到用于抛光头的驱动旋转的驱动机构的抛光头，所述抛光头适于保持至少一个晶片，用于将所述晶片的前表面与抛光垫的工作表面接合；和 一个球面轴承组件，所述球面轴承组件将所述抛光头安装在驱动机构上，用于当抛光头保持晶片与抛光垫接合时，使所述抛光头绕一个处于不高于该晶片前表面和该工作表面的界面的万向节点枢转，从而允许晶片前表面的平面连续地将其自身找正，以均衡在晶片前表面上的抛光压力，而抛光头的旋转由驱动机构驱动，用于保持前表面和工作表面处于平坦接合，用于半导体晶片的更均匀的抛光。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：E博维奥，P科尔贝利尼，M莫尔甘蒂，G内格里，PD阿尔布雷克特，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]
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