CN103317437A - 承载装置及利用该装置进行晶片转移的方法 - Google Patents

Abstract

本发明一般涉及半导体集成电路制造领域，更确切的说，本发明涉及一种承载装置及利用该装置进行晶片转移的方法。本发明一种承载装置及利用该装置进行晶片转移的方法，通过在承载平台上设置可移动的传感器，以针对不同规格和尺寸的晶片而设定传感器的位置，进而利用该可移动的传感器对不同尺寸的晶片进行识别检测，且能准确的检测识别出具有特殊形貌的晶片，以有效避免承载平台中叠片现象的出现，降低因识别不到晶片而发生碎片的危险，进而增大产品的良率，降低工艺成本，且对现有的设备改动小，其兼容性比较强。

Description

承载装置及利用该装置进行晶片转移的方法

技术领域

本发明一般涉及半导体集成电路制造领域，更确切的说，本发明涉及一种承载装置及利用该装置进行晶片转移的方法。

背景技术

当前，随着半导体集成制造技术的不断进步，其性能得到不断提升，同时也伴随着器件小型化和微型化的集成进程，半导体晶圆的平坦化工艺已经成为半导体制造领域中非常关键的技术，尤其是化学机械研磨技术（Chemical Mechanical Polishing，简称CMP）得到了广泛的应用。

在CMP研磨工艺中，承载平台的输入端口（PIN）、输出端口（POUT）和HCLU中均装有识别晶片（wafer）的晶片传感器（wafersensor），且只有被识别到的晶片方能进入研磨装置进行研磨工艺。

图1是传统的承载平台上固定设置传感器的结构示意图；如图1所示，在传统的承载平台11上固定设置有均匀分布的3个晶片传感器12，即相邻的两个晶片传感器12之间的距离及相对于承载平台11中心处的位置均相同，以能对放置在机台11上进行研磨工艺的晶片进行检测。

图2是传统的承载平台上固定设置的传感器的结构示意图，图3是传统的承载平台上放置有特殊形貌晶片时的结构示意图；如图2所示，每个晶片传感器12均包括固定不动的喷嘴14，该喷嘴14用于喷射去离子水（deionized water，简称DIW），并利用一体化（All InOne，简称AIO）的转换器（如液位送变器等）将该喷嘴14的水压转换为电压，即：需要进行研磨工艺的标准晶片13就会放置在喷嘴14上，以阻挡喷嘴14喷射去离子水，进而增大该喷嘴14的水压，并利用转换器将喷嘴14的水压转换为电压，输出低电压，而若没有标准晶片13放置在喷嘴上时，则喷嘴14喷射的去离子水就没有阻力，相应的转换器转换输出的则是高电压，所以，通过转化器转换后输出电压的高低，就可识别承载平台11上有没有放置标准晶片13。

但是，当放置在承载平台上的晶片其边缘有特殊形貌时，如图3所示，当放置的具有特殊形貌的晶片16（如晶片边缘具有缺口15），且若刚好喷嘴14与具有特殊形貌的晶片16于缺口15处接触时，就会形成缝隙，而喷嘴14喷射的去离子水就从该缝隙中泄露，进而减小具有特殊形貌的晶片16对喷嘴14喷射的去离子水的阻力，使得转换器转换后输出较高的电压，即当具有缺口15（在晶片13的边缘形成台阶结构）的晶片16放置到承载平台上时，离子水从形成的缝隙中泄露，使得转换器输出较高的电压，相应的晶片传感器12就检测不到该具有特殊形貌的晶片16的存在，进而会造成叠片的危险。另外，由于晶片传感器12是固定设置的，其只能针对一种尺寸规格的晶片进行检测识别，当对不同规格晶片进行CMP工艺时，就需要更换相应规格的传感器，进而降低了工艺设备的稼动率。

中国专利（授权公告号:CN101511539B）记载了一种平坦化的研磨装置及研磨方法，通过在基板上的多个区域设置多个基准信号，进而在基板的整个区域上得到均一的膜厚，且无需为了缩小传感器的有效测定范围而使传感器靠近基板的被研磨面，以实用没有贯通孔或背面凹坑等的研磨沉淀（pad）；该技术方案并没有公开有关检测具有特殊形貌晶片的相关技术特征，无法避免因具有如台阶结构等缺陷，而导致传感器无法检测到晶片，进而形成叠片的情况的出现，且只能针对一种规格的晶片进行工艺。

中国专利（申请公布号：CN102802871A）公开了一种研磨装置、研磨垫及研磨信息管理系统，通过在研磨垫中埋设传感器、存储器、驱动和通信器，进而对信息进行一元化管理，从而能够容易地进行调整动作条件、及对发生研磨不良情况进行分析等作业；该技术方案并没有公开有关检测具有特殊形貌晶片的相关技术特征，无法避免因具有如台阶结构等缺陷，而导致传感器无法检测到晶片，进而形成叠片的情况的出现，且也只能针对一种规格的晶片进行工艺。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种承载装置，应用于晶片的研磨工艺中，其中，包括：一承载平台，该承载平台承载所述晶片；

所述承载平台上设置有至少一个传感器，以识别该承载基台上是否承载有所述晶片；

其中，所述传感器可移动的设置在所述承载平台上。

上述的承载装置，其中，所述承载平台上还固定设置有导轨，且每个所述传感器均沿一所述导轨进行往复运动。

上述的承载装置，其中，每个所述导轨上均设置有位置标记，根据所述晶片尺寸和所述位置标记将所述传感器预置在所述轨道上的对应位置处。

上述的承载装置，其中，每个所述导轨上均设置有多个卡槽，通过一卡扣将所述卡槽与所述传感器卡接，以将该传感器固定在所述轨道上。

上述的承载装置，其中，所述位置标记为均值距离刻度标记，所述均值距离刻度标记的最小值根据所述晶片的尺寸设定，且每个所述导轨上的均值距离刻度标记均相同

上述的承载装置，其中，所述导轨均匀分布于所述承载平台上。

上述的承载装置，其中，所述承载平台的形状为圆形，所述传感器沿所述承载平台半径方向往复运动。

上述的承载装置，其中，每个所述传感器均包括喷嘴和与该喷嘴连接的转换器；所述喷嘴喷射去离子水；所述转换器将所述喷嘴喷射的水压转换为电压后，将该电压值进行输出。

上述的承载装置，其中，所述喷嘴的水压与所述转换器输出的电压成反比。

本发明还记载了一种晶片转移方法，应用于化学机械研磨工艺中，其中，采用如上述任意一项所述的承载装置进行所述晶片的转移，所述转移方法包括：

根据所述晶片的尺寸将所述传感器移动至所述承载平台相应位置后，将该传感器固定在该位置处；

采用所述承载平台进行所述晶片的转移，同时利用所述传感器检测所述承载平台是否放置有晶片；

若放置有所述晶片，则对所述晶片进行转移动作；

若没有放置所述晶片，则将另一晶片转移至所述承载平台，以继续进行该晶片的转移动作。

本发明一种承载装置及利用该承载装置进行晶片转移的方法，主要应用于Logic、Memory、HV、CIS、Flash或eFlash等技术平坦上，通过在承载平台上设置可移动的传感器，利用该可移动的传感器对不同尺寸的晶片进行识别检测，且能准确的检测识别出具有特殊形貌的晶片，以有效避免承载平台中叠片现象的出现，进而增大产品的良率，降低工艺成本。

本领域的技术人员阅读以下较佳实施例的详细说明，并参照附图之后，本发明的这些和其他方面的优势无疑将显而易见。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1是传统的承载平台上固定设置传感器的结构示意图；

图2是传统的承载平台上固定设置的传感器的结构示意图；

图3是传统的承载平台上放置有特殊形貌晶片时的结构示意图；

图4是本发明承载装置的结构示意图。

具体实施方式

图4是本发明研磨装置的结构示意图；如图4所示，本发明一种承载装置，其技术节点为90nm、65/55nm、45/40nm或32/28nm等，主要应用于晶片的化学机械研磨工艺中，该承载装置包括圆形的承载平台21，该承载平台21可以为研磨机台（如CMP等）中用于承载晶片的输入平台（input station）或输出平台（output station）等，承载平台21上设置有均匀分布的导轨22，优选的设置3个导轨，如图4所示，该3个导轨22相互成120°夹角均匀分布于承载平台21上，以用于固定晶片，且每个导轨22上均设置有一个传感器23，传感器23沿导轨22在承载平台21的半径方向上能够来回移动。

其中，传感器23包括喷嘴25和转换器（图中未标示），喷嘴25喷射去离子水，转换器与该喷嘴25连接，以将该喷嘴25喷射的水压转换为电压输出，例如：当喷嘴25被阻挡时（被放置的晶片阻挡），喷嘴25的水压升高，则转换器输出低电压，而若喷嘴25没有被阻挡时，则喷嘴25的水压不变，则转换器输出低电压（转换器输出的电压与所述喷嘴25的水压成反比）；转换器输出对应值的电压后，通过信息传递装置输出相应的机器信号，以便于工程技术人员对该研磨设备进行正确的操作。

进一步的，导轨22上还设置有位置标记，优选的设置刻度标记24，且该刻度标记24的最小值可参考进行研磨工艺的晶片尺寸设置，以便于传感器23更好的定位于导轨22上；其中，当传感器23根据进行研磨工艺的晶片尺寸沿导轨22移动到相应位置后，利用固定装置将传感器23固定在导轨22上，优选的可采用一卡扣将传感器23固定在导轨22对应设置的卡槽上，进而将传感器23牢固的固定在导轨22上。

具体的，首先提供一需要进行化学机械研磨工艺晶片的尺寸，根据该晶片的尺寸将传感器23沿导轨22移动至承载平台21相应的位置后，通过刻度标记24准确的进行准确定位后，将传感器23固定到该导轨22上（三个传感器23均相对应的均匀分布，即如图4所示该三个传感器23均匀分布于该圆形的承载平台21上）固定在该位置处。

另外，若需要进行研磨工艺的晶片具有一定的缺陷，也可根据该缺陷将相应的传感器作适应性的调整，如若晶片的边缘具有台阶结构，则可将该位置处的传感器距离圆心的距离调小点，以能保证当具有类似缺陷的晶片放置到承载平台上时能被检测到。

其次，将一需要进行转移操作的晶片转移至承载平台21进行研磨工艺后，利用传感器检测晶片是否仍然放置在承载平台21的固定位置处，即晶片放置在承载平台21上的固定位置处，晶片会压在喷嘴25的喷口处，而喷嘴25会喷射去离子水，若喷嘴25被阻挡后，其内部水压会升高，相应的转换器就将水压转化为电压进行输出，以告知工程技术人员晶片没有被转移走，需要再次对晶片进行转移或是对承载平台进行检测，以尽快解决该故障；而若晶片被转移走，则喷嘴25会常态喷射去离子水，其内部水压无变化，则转换器则输出低电压，以告知工程技术人员领另一晶片转移至该承载平台，继续研磨工艺，进而有效的避免后续工艺中叠片现象的出现。

优选的，在进行研磨或是转移工艺过程中，该传感器23也一直对晶片进行检测，当检测到机台中突然没有晶片存在时，且没有完成转移动作时，则要停止研磨刻蚀工艺，以检测是否由于晶片产生位移等因素而造成相应的工艺缺陷，以提高产品的良率，降低工艺成本。

上述设置条件只是作为参考，所列出的各项参数并不过构成对本发明的限制。例如，喷嘴内的水压与转换器输出的电压成反比等条件均可以进行适应性的调整。

本发明的承载装置及利用该承载装置进行晶片转移的方法，通过在承载平台上设置可移动的传感器，以针对不同规格和尺寸的晶片而设定传感器的位置，进而利用该可移动的传感器对不同尺寸的晶片进行识别检测，且能准确的检测识别出具有特殊形貌的晶片，以有效避免承载平台中叠片现象的出现，降低因识别不到晶片而发生碎片的危险，进而增大产品的良率，降低工艺成本，且对现有的设备改动小，其兼容性比较强。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种承载装置，应用于晶片的研磨工艺中，其特征在于，包括： 

一承载平台，该承载平台承载所述晶片； 

所述承载平台上设置有至少一个传感器，以识别该承载基台上是否承载有所述晶片； 

其中，所述传感器可移动的设置在所述研磨机台上。 

2.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于， 

所述承载平台上还固定设置有导轨，且每个所述传感器均沿一所述导轨进行往复运动。 

3.如权利要求2所述的承载装置，其特征在于， 

每个所述导轨上均设置有位置标记，根据所述晶片尺寸和所述位置标记将所述传感器预置在所述轨道上的对应位置处。 

4.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于， 

每个所述导轨上均设置有多个卡槽，通过一卡扣将所述卡槽与所述传感器卡接，以将该传感器固定在所述轨道上。 

5.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于， 

所述位置标记为均值距离刻度标记，所述均值距离刻度标记的最小值根据所述晶片的尺寸设定，且每个所述导轨上的均值距离刻度标记均相同。 

6.如权利要求2所述的承载装置，其特征在于， 

所述导轨均匀分布于所述承载平台上。 

7.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于， 

所述承载平台的形状为圆形，所述传感器沿所述承载平台半径方 向往复运动。 

8.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于， 

每个所述传感器均包括喷嘴和与该喷嘴连接的转换器； 

所述喷嘴喷射去离子水； 

所述转换器将所述喷嘴喷射的水压转换为电压后，将该电压值进行输出。 

9.如权利要求8所述的承载装置，其特征在于， 

所述喷嘴的水压与所述转换器输出的电压成反比。 

10.一种晶片转移方法，应用于化学机械研磨工艺中，其特征在于， 

采用如权利要求1-9中任意一项所述的承载装置进行所述晶片的转移，所述转移方法包括： 

根据所述晶片的尺寸将所述传感器移动至所述承载平台相应位置后，将该传感器固定在该位置处； 

采用所述承载平台进行所述晶片的转移，同时利用所述传感器检测所述承载平台是否放置有晶片； 

若放置有所述晶片，则对所述晶片进行转移动作； 

若没有放置所述晶片，则将另一晶片转移至所述承载平台，以继续进行该晶片的转移动作。 

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