CN110193775A - 化学机械抛光方法以及化学抛光系统 - Google Patents

化学机械抛光方法以及化学抛光系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种化学机械抛光方法及化学机械抛光装置,充分考虑了化学机械抛光装置上的晶片载体随着长时间使用而导致的厚度变化对半导体晶片的抛光效果的影响,在设定用于半导体晶片抛光的工艺参数之前,先测量晶片载体的厚度,并计算出测得的晶片载体的厚度与待抛光的半导体晶片在完成抛光后的目标厚度之间的差值(即晶片载体相对抛光后的半导体晶片的突出量或者抛光后的半导体晶片相对晶片载体的突出量),然后根据该差值设定用于半导体晶片抛光的工艺参数,当采用这组与该差值相关的半导体晶片抛光的工艺参数对该半导体晶片进行抛光后,该半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度会增加,因而提高了抛光效果。

Description

化学机械抛光方法以及化学抛光系统
技术领域
本发明涉及半导体器件制造技术领域,尤其涉及一种化学机械抛光方法及化学机械抛光系统。
背景技术
在半导体工艺流程中,化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是非常重要的一道工序,有时也称之为化学机械平坦化(Chemical MechanicalPlanarization,CMP)。所谓化学机械抛光,通常是将半导体晶片安装到晶片载体上,并与抛光垫的抛光层接触,抛光垫高速旋转,抛光介质(例如浆液)被分配到抛光垫上且吸入半导体晶片与抛光层之间的间隙中,半导体晶片在压力装置的压力作用与抛光垫相互摩擦,被研磨去除多余材料,并最终使半导体晶片的研磨面被抛光并获得平坦表面。
随着近来半导体器件的更高效能与更高集成(integration)化密度和需求的增加,在半导体晶片的CMP中增进生产力与表面品质已越来越被需要,其中如何增加半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度(塌边roll-off、SFQR、ESFQR)已成为目前化学机械抛光工艺重点改善的目标之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学机械抛光方法及化学机械抛光系统,能够增加半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度,提高抛光效果。
为了实现上述目的,本发明提供一种化学机械抛光方法,包括:
提供一个化学机械抛光装置,该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体,所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口;
将一半导体晶片置于所述晶片载体的开口内,并使得所述半导体晶片需要被抛光的表面面对所述抛光垫;
测量所述晶片载体的厚度,并获得所述半导体晶片被抛光后的目标厚度;
根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差,设定所述半导体晶片的抛光工艺参数;
所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。
可选地,所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片的当前厚度和所述晶片载体的厚度之差中的多种。
可选地,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片抛光完成之后,还包括:
测量所述晶片载体的厚度以及所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;
根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,判定是否需要对所述半导体晶片进行二次抛光;
若否,则在所述化学机械抛光装置上对所述半导体晶片进行去离子水冲洗,并在冲洗完成后,将所述半导体晶片从所述化学机械抛光装置上取走;
若是,则根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,设定所述半导体晶片的二次抛光工艺参数,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行二次抛光;
重复上述步骤,直至所述半导体晶片的当前厚度以及平整度达到要求。
可选地,所述半导体晶片被抛光后的目标厚度和当前厚度均为所述半导体晶片中心的厚度。
可选地,所述化学机械抛光装置的抛光垫包括面对所述半导体晶片上表面的上抛光垫和面对所述半导体晶片下表面的下抛光垫,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片的下表面和/或上表面进行抛光。
基于同一发明构思,本发明提供一种能够实现本发明的化学机械抛光方法的一种化学抛光系统,包括:
化学机械抛光装置,该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体,所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口,所述晶片载体将所述半导体晶片的相应表面面对所述抛光垫设置;
载体厚度测量装置,用于测量所述晶片载体的厚度;
晶片厚度设定与测量装置,用于设定所述半导体晶片被抛光后的目标厚度,或者,设定所述半导体晶片被抛光后的目标厚度以及测量所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;以及,
控制器,分别电连接所述化学机械抛光装置、所述载体厚度测量装置和所述晶片厚度设定与测量装置,所述控制器用于计算所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差,根据计算结果设定所述半导体晶片的抛光工艺参数,并控制所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。
可选地,所述化学机械抛光装置的抛光垫包括面对所述半导体晶片下表面的下抛光垫;所述化学机械抛光装置还包括加压头、加压机构以及旋转机构,所述加压机构提供所述加压头压在所述半导体晶片的上表面上的压力,所述加压头将所述半导体晶片压在所述抛光垫上;所述旋转机构用于带动所述下抛光垫旋转;所述加压机构和所述旋转机构均电连接所述控制器并受控于所述控制器而工作。
可选地,所述化学机械抛光装置的抛光垫还包括设置在所述加压头上且面对所述半导体晶片上表面的上抛光垫,所述加压机构能带动所述加压头和所述上抛光垫旋转。
可选地,所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片的当前厚度和所述晶片载体的厚度之差中的多种。
可选地,所述控制器还用于在化学机械抛光装置根据前一次的抛光工艺参数对所述半导体晶片抛光完成之后,控制所述载体厚度测量装置测量所述晶片载体的厚度以及控制所述晶片厚度设定与测量装置测量所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;并根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,判定是否需要对所述半导体晶片进行二次抛光;若否,则控制所述化学机械抛光装置对所述半导体晶片进行去离子水冲洗;若是,则根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,设定所述半导体晶片的二次抛光工艺参数,以控制所述化学机械抛光装置根据所述二次抛光工艺参数对所述半导体晶片进行二次抛光。
与现有技术相比,本发明的技术方案具有以下有益效果:
本发明的方案,充分考虑了化学机械抛光装置上的晶片载体随着长时间使用而导致的厚度变化对半导体晶片的抛光效果的影响,在设定用于半导体晶片抛光的工艺参数之前,先测量晶片载体的厚度,并计算出测得的晶片载体的厚度与待抛光的半导体晶片在完成抛光后的目标厚度之间的差值(即晶片载体相对抛光后的半导体晶片的突出量或者抛光后的半导体晶片相对晶片载体的突出量),然后根据该差值设定用于半导体晶片抛光的工艺参数,当采用这组与该差值相关的半导体晶片抛光的工艺参数对该半导体晶片进行抛光后,该半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度会增加,因而提高了抛光效果。
附图说明
图1是本发明具体实施例的化学机械抛光装置的结构示意图;
图2是本发明具体实施例的化学机械抛光系统的框图;
图3是本发明具体实施例的化学机械抛光装置位于半导体晶片下方的结构示意图;
图4是本发明具体实施例的晶片载体和半导体晶片的厚度采集示意图;
其中,附图标记如下:
1-化学机械抛光装置;2-控制器;3-载体厚度测量装置;4-晶片厚度设定与测量装置;10-下抛光垫;11-晶片载体;12-嵌体;13-半导体晶片;14-机台;15-旋转机构;16-浆料输送机构;17-上抛光垫;18-加压头;19-加压机构;T-半导体晶片的厚度;t-晶片载体的厚度。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明,其中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。然而,本发明可以用不同的形式实现,不应只是局限在所述的实施例。对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。应当明白,本文中,术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。
正如背景技术中所述,如何增加半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度(塌边roll-off、SFQR、ESFQR)已成为目前化学机械抛光工艺重点改善的目标之一。申请人研究发现,在目前的化学机械抛光工艺中,通常不会改变化学机械抛光装置中的晶片载体的厚度这一参数,该参数默认为化学机械抛光装置出厂时的晶片载体的厚度,依据该厚度为各个半导体晶片设定了相应的抛光工艺参数。但是实际上,随着化学机械抛光装置的长期使用,晶片载体也会被抛光掉一定厚度,对于具有相同被抛光后的目标厚度的半导体晶片来说,刚出厂不久的晶片载体与该晶片的目标厚度之间的差值(即突出量),会与使用很久的晶片载体与该晶片的目标厚度之间的差值(即突出量)有所不同,这种差异对65nm以上工艺节点的抛光工艺影响较小,但是对于65nm以下工艺节点(尤其是进入了14nm工艺节点)的抛光工艺影响较大,严重影响了半导体晶片抛光后的平整度。
请参考图1至图4,本发明一实施例提供一种化学机械抛光方法,包括:
S1,提供一个化学机械抛光装置,该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体,所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口;
S2,将一半导体晶片置于所述晶片载体的开口内,并使得所述半导体晶片需要被抛光的表面面对所述抛光垫;
S3,测量所述晶片载体的厚度,并获得所述半导体晶片被抛光后的目标厚度;
S4,根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差,设定所述半导体晶片的抛光工艺参数;
S5,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。
请参考图1,在步骤S1中,提供的化学机械抛光装置1为双面抛光装置,能够对一个或多个晶圆片或者从一个或多个晶圆片上切下的裸片(die)等半导体片体的上表面和下表面进行抛光。这些被该化学机械抛光装置1抛光的半导体片体以下称为半导体晶片13。该化学机械抛光装置1具体包括旋转平台14、旋转平台14的旋转机构15、贴附在旋转平台14上表面的抛光垫10、配置在下抛光垫10上的晶片载体11、配置于旋转平台14的上方的加压头18、加压头18的加压机构19、设置在加压头18上且面对半导体晶片13的上抛光垫17以及将浆料供给至旋转平台14上的浆料输送机构16。加压头18、旋转机台14、上抛光垫17、下抛光垫10、晶片载体11均分别总体上呈圆形。加压机构19通常为电驱动装置,其他可以使得加压头18带动上抛光垫17上下移动以及旋转。旋转机构15通常为电驱动的转动装置,能够带动旋转平台14转动,以带动下抛光垫10转动。加压机构19和旋转机构15通常连接到同一个控制器(如图2中的2所示)上,该控制器允许操作者为加压机构19选定一个旋转速度,使得该速度与为旋转机台14所选定的速度不同。此外,加压头18和旋转机台14可以沿不同方向旋转。下抛光垫10上可以安装多个总体上为圆形的晶片载体11,每一晶片载体11具有至少一个圆形的开口(在本实施例中有三个),用以接纳一个待抛光的半导体晶片13。每个晶片载体11的开口侧壁上设有一个嵌体12,该嵌体12能够实现半导体晶片13在晶片载体11中的固定,防止半导体晶片13从晶片载体11的开口中脱出,晶片载体11的外周上可以设置一个齿圈(未示出),该齿圈与旋转机台14中心上方的齿轮相啮合,以在旋转机构15的驱动下,使得晶片载体11以一个选定的速度旋转。在本实施例中,将晶片载体11安装在下抛光垫10上,以便晶片载体11总体上位于下抛光垫10和上抛光垫17之间。
在步骤S2中,请参考图1至图4,将半导体晶片13一一对应地置于晶片载体11的开口中,并使半导体晶片13需要抛光的表面(例如下表面)面对着下抛光垫10放置。
在步骤S3中,请参考图1至图4,通过厚度传感器(可以是红外传感器)等厚度测量装置,测量出晶片载体11的厚度t(也可以说是,半导体晶片13侧壁外围的晶片载体的高度),并从相应的数据文件中获取所述半导体晶片13被抛光后的目标厚度(即在最终抛光后半导体晶片13中心的厚度或高度)T。需要说明的是,在本发明的其他实施例中,也可以先执行步骤S3后执行步骤S2,也能实现同样的技术效果。
在步骤S4中,首先,计算出晶片载体11的厚度t和所述半导体晶片13被抛光后的目标厚度T之间的差值,该差值为晶片载体11相对抛光后的半导体晶片13的突出量(JQ),即其相反数为抛光后的半导体晶片13相对晶片载体11的突出量(JQ)。然后根据该突出量设置抛光所述半导体晶片所需的抛光工艺参数(或称工艺配方)。所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速(即加压机构19和旋转机构15的转速)、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片13的当前厚度和所述晶片载体11的厚度之差中的多种。
在步骤S5中,所述化学机械抛光装置1根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片13进行抛光。具体地,控制器(如图2中的2所示)输出与所述抛光工艺参数相对应的控制信号控制浆料输送机构16将一种磨粒的常规抛光浆料施加到下抛光垫10上,所述控制器输出与所述抛光工艺参数相对应的控制信号控制旋转晶片载体11和加压头18,其中,使加压头18带动上抛光垫17朝向旋转机台14下降,以便使上抛光垫17与半导体晶片13的上表面接触,使下抛光垫10与半导体晶片13的下表面接触。在抛光过程中,加压头18以一个选定的“下降力”被向下压,以便分别通过上抛光垫17和下抛光垫10同时抛光半导体晶片的上表面和下表面。其中,上抛光垫17和下抛光垫10的粗糙度可以不同。优选地,下抛光垫10为一由聚氨酯浸渍的聚酯毡材料制成的粗(或“切削”)抛光垫。上抛光垫17优选地为一由多孔聚氨酯材料制成的“精”抛光垫。下抛光垫10的硬度远大于上抛光垫17的硬度。下抛光垫10以比上抛光垫17更快的速度(去除速率比)去除半导体晶片13的多余材料,使得从半导体晶片13的上表面上去除的材料比从其下表面上的要少,因而,半导体晶片13的上表面的光泽低于半导体晶片13的下表面。
在本发明的其他实施例中,在步骤S1中提供的化学机械抛光装置1还可以是单面抛光的装置,仅仅具有上抛光垫17或下抛光垫10,在使用该单面抛光装置的化学机械抛光工序中,将含有磨粒的浆料供给至半导体晶片13的表面上,并且用加压头18加压保持旋转平台14上的半导体晶片10的同时使旋转平台14旋转,以对与相应的抛光垫接触的半导体晶片13的表面进行单面抛光。该单面抛光可以为相对于前段的双面抛光的精加工工序,
本实施例的方案,充分考虑了化学机械抛光装置上的晶片载体随着长时间使用而导致的厚度变化对半导体晶片的抛光效果的影响,在设定用于半导体晶片抛光的工艺参数之前,先测量晶片载体的厚度,并计算出测得的晶片载体的厚度与待抛光的半导体晶片在完成抛光后的目标厚度之间的差值(即晶片载体相对抛光后的半导体晶片的突出量或者抛光后的半导体晶片相对晶片载体的突出量),然后根据该差值设定一组用于半导体晶片抛光的工艺参数,当采用这组与该差值相关的半导体晶片抛光的工艺参数对该半导体晶片进行抛光后,该半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度会增加,因而提高了抛光效果。
进一步地,请参考图1至图4,为了进一步保证抛光效果达到要求,本实施例的化学机械抛光方法,在步骤S5之后,还进行以下步骤:
S6,通过相应的厚度测量传感器(未图示)分别测量出所述晶片载体11的当前厚度t’以及所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’;
S7,根据所述晶片载体11的当前厚度t’和所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’之差JQ’以及所述半导体晶片的目标厚度T,判定是否需要对所述半导体晶片13进行二次抛光;
若否,则执行步骤S8,在所述化学机械抛光装置1上对所述半导体晶片13进行去离子水冲洗,并在冲洗完成后,将所述半导体晶片13从所述化学机械抛光装置1上取走;
若是,则执行步骤S9,根据所述晶片载体11的当前厚度t’和所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’之差JQ’以及所述半导体晶片13的目标厚度T,设定所述半导体晶片13所需的二次抛光工艺参数,所述化学机械抛光装置1根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片13进行二次抛光,且二次抛光相对前次抛光而言是更加精细的抛光工序,例如二次抛光工艺参数中的抛光时间短于前次抛光的抛光工艺参数中的抛光时间,二次抛光工艺参数中的抛光垫转速小于前次抛光的抛光工艺参数中的抛光垫转速等等;
S10,重复上述步骤S6~S9,直至所述半导体晶片13的当前厚度T’以及平整度达到要求。
请参考图1至图4,本发明一实施例还提供一种化学机械抛光系统,能够实现上述实施例中的化学机械抛光方法。本实施例中,所述化学机械抛光系统包括化学机械抛光装置1、控制器2、载体厚度测量装置3以及晶片厚度设定与测量装置4。
本实施例中,化学机械抛光装置1为双面抛光装置,能够对一个或多个晶圆片或者从一个或多个晶圆片上切下的裸片(die)的上表面和下表面进行抛光。这些被该化学机械抛光装置1抛光的半导体片体以下称为半导体晶片13。该化学机械抛光装置1具体包括旋转平台14、旋转平台14的旋转机构15、贴附在旋转平台14上表面的抛光垫10、配置在下抛光垫10上的晶片载体11、配置于旋转平台14的上方的加压头18、加压头18的加压机构19、设置在加压头18上且面对半导体晶片13的上抛光垫17以及将浆料供给至旋转平台14上的浆料输送机构16。加压头18、旋转机台14、上抛光垫17、下抛光垫10、晶片载体分别总体上呈圆形。加压机构19通常为电驱动装置,其他可以使得加压头18带动上抛光垫17上下移动以及旋转。旋转机构15通常为电驱动的转动装置,能够带动旋转平台14转动,以带动下抛光垫10转动。加压机构19和旋转机构15通常连接到控制器2上,该控制器2允许操作者为加压机构19和旋转机构15分别选定一个旋转速度,且可以使得两者所选定的速度不同以及转动方向不同或相同。下抛光垫10上可以安装多个总体上为圆形的晶片载体11,每一晶片载体11具有至少一个圆形开口(在本实施例中有三个),用以接纳一个待抛光的半导体晶片13。每个晶片载体11的开口侧壁上设有一个嵌体12,该嵌体12能够实现半导体晶片13在晶片载体11中的固定,防止半导体晶片13从晶片载体11的开口中脱出,晶片载体11的外周上可以设置一个齿圈(未示出),该齿圈与旋转机台14中心上方的齿轮相啮合,以在旋转机构15的驱动下,使得晶片载体11以一个选定的速度旋转。在本实施例中,将晶片载体11安装在下抛光垫10上,以便晶片载体11总体上位于下抛光垫10和加压头18之间。
载体厚度测量装置3用于测量所述晶片载体11的厚度,其可以是红外感应的厚度传感器等装置。
晶片厚度设定与测量装置4用于设定所述半导体晶片13被抛光后的目标厚度T,或者,设定所述半导体晶片13被抛光后的目标厚度T以及测量所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’,晶片厚度设定与测量装置4测得的所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’为所述半导体晶片13被抛光后的中心的厚度。晶片厚度设定与测量装置4可以光学测距装置。
控制器2分别电连接所述化学机械抛光装置1、所述载体厚度测量装置3和所述晶片厚度设定与测量装置4。所述控制器2用于计算所述载体厚度测量装置3测得的所述晶片载体11的厚度t和所述晶片厚度设定与测量装置4设定的所述半导体晶片13被抛光后的目标厚度T之差,根据计算结果设定所述半导体晶片13的抛光工艺参数,并控制所述化学机械抛光装置1根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片13进行抛光。所述抛光工艺参数包括抛光时间、加压头18向所述半导体晶片13施加的压力、所述下抛光垫10的转速(即旋转机构15或旋转机台14的转速)、上抛光垫17的转速(即加压机构19的转速)和所述半导体晶片13的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片13的当前厚度T’和所述晶片载体11的当前厚度t’之差中的多种。
为了进一步保证抛光效果达到要求,在本发明的其他实施例中,所述控制器2还用于在化学机械抛光装置1根据前一次的抛光工艺参数对所述半导体晶片13抛光完成之后,控制所述载体厚度测量装置3测量所述晶片载体11的当前厚度t’以及控制所述晶片厚度设定与测量装置4测量所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’;并根据所述晶片载体11的当前厚度t’和所述半导体晶片被13抛光后的当前厚度T’之差以及所述半导体晶片13的目标厚度T,判定是否需要对所述半导体晶片13进行二次抛光;若否,则控制所述化学机械抛光装置1对所述半导体晶片13进行去离子水冲洗;若是,则根据所述晶片载体11的当前厚度t’和所述半导体晶片13被抛光后的当前厚度T’之差以及所述半导体晶片13的目标厚度T,设定所述半导体晶片13的二次抛光工艺参数,以控制所述化学机械抛光装置1根据所述二次抛光工艺参数对所述半导体晶片13进行二次抛光,直至使得半导体晶片13被抛光后的平整度以及当前厚度均满足要求。优选地,控制器2中存储有计算机程序,该计算机程序被执行时能够实现上述的步骤S3至S10的过程。
可以理解的是,控制器2、载体厚度测量装置3、晶片厚度设定与测量装置4及化学机械抛光装置1中的相应部件可以至少被部分地实现为硬件电路,例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC),或可以以对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现,或以软件、硬件以及固件三种实现方式的适当组合来实现。或者,控制器2、载体厚度测量装置3、晶片厚度设定与测量装置4及化学机械抛光装置1中的相应部件中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块,当该程序被计算机运行时,可以执行相应的功能。
显然,本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种化学机械抛光方法,其特征在于,包括:
提供一化学机械抛光装置,该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体,所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口;
将一半导体晶片置于所述晶片载体的开口内,并使得所述半导体晶片需要被抛光的表面面对所述抛光垫;
测量所述晶片载体的厚度,并获得所述半导体晶片被抛光后的目标厚度;
根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差,设定所述半导体晶片的抛光工艺参数;
所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。
2.如权利要求1所述的化学机械抛光方法,其特征在于,所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片的当前厚度和所述晶片载体的厚度之差中的多种。
3.如权利要求1所述的化学机械抛光方法,其特征在于,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片抛光完成之后,还包括:
测量所述晶片载体的厚度以及所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;
根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,判定是否需要对所述半导体晶片进行二次抛光;
若否,则在所述化学机械抛光装置上对所述半导体晶片进行去离子水冲洗,并在冲洗完成后,将所述半导体晶片从所述化学机械抛光装置上取走;
若是,则根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,设定所述半导体晶片的二次抛光工艺参数,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行二次抛光。
4.如权利要求3所述的化学机械抛光方法,其特征在于,所述半导体晶片被抛光后的目标厚度和当前厚度均为所述半导体晶片中心的厚度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的化学机械抛光方法,其特征在于,所述化学机械抛光装置的抛光垫包括面对所述半导体晶片上表面的上抛光垫和面对所述半导体晶片下表面的下抛光垫,所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片的下表面和/或上表面进行抛光。
6.一种化学抛光系统,其特征在于,包括:
化学机械抛光装置,该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体,所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口,所述晶片载体将所述半导体晶片的相应表面面对所述抛光垫设置;
载体厚度测量装置,用于测量所述晶片载体的厚度;
晶片厚度设定与测量装置,用于设定所述半导体晶片被抛光后的目标厚度,或者,设定所述半导体晶片被抛光后的目标厚度以及测量所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;以及,
控制器,分别电连接所述化学机械抛光装置、所述载体厚度测量装置和所述晶片厚度设定与测量装置,所述控制器用于计算所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差,根据计算结果设定所述半导体晶片的抛光工艺参数,并控制所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。
7.如权利要求6所述的化学抛光系统,其特征在于,所述化学机械抛光装置的抛光垫包括面对所述半导体晶片下表面的下抛光垫;所述化学机械抛光装置还包括加压头、加压机构以及旋转机构,所述加压机构提供所述加压头压在所述半导体晶片的上表面上的压力,所述加压头将所述半导体晶片压在所述抛光垫上;所述旋转机构用于带动所述下抛光垫旋转;所述加压机构和所述旋转机构均电连接所述控制器并受控于所述控制器而工作。
8.如权利要求7所述的化学抛光系统,其特征在于,所述化学机械抛光装置的抛光垫还包括设置在所述加压头上且面对所述半导体晶片上表面的上抛光垫,所述加压机构能带动所述加压头和所述上抛光垫旋转。
9.如权利要求6至8中任一项所述的化学抛光系统,其特征在于,所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片的当前厚度和所述晶片载体的厚度之差中的多种。
10.如权利要求6至8中任一项所述的化学机械抛光系统,其特征在于,所述控制器还用于在化学机械抛光装置根据前一次的抛光工艺参数对所述半导体晶片抛光完成之后,控制所述载体厚度测量装置测量所述晶片载体的厚度以及控制所述晶片厚度设定与测量装置测量所述半导体晶片被抛光后的当前厚度;并根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,判定是否需要对所述半导体晶片进行二次抛光;若否,则控制所述化学机械抛光装置对所述半导体晶片进行去离子水冲洗;若是,则根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度,设定所述半导体晶片的二次抛光工艺参数,以控制所述化学机械抛光装置根据所述二次抛光工艺参数对所述半导体晶片进行二次抛光。
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