CN1665639A - 局部膜片携载头 - Google Patents
局部膜片携载头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1665639A CN1665639A CN03815370XA CN03815370A CN1665639A CN 1665639 A CN1665639 A CN 1665639A CN 03815370X A CN03815370X A CN 03815370XA CN 03815370 A CN03815370 A CN 03815370A CN 1665639 A CN1665639 A CN 1665639A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- carrier head
- metallic plate
- air bag
- opening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title abstract description 16
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims abstract description 61
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 56
- 230000032258 transport Effects 0.000 claims description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 11
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 27
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 27
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 10
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 5
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 3
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
- B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
本发明提供一携载头，包含一金属板(402)，该金属板具有在中心位置形成的开口(406)。该金属板具有一晶片侧，在CMP过程中该晶片侧面对晶片(502)的背面；和一非晶片侧。一气囊(408)或膜片(702)位于金属板的非晶片侧上方，且位于在金属板的开口上方。一基本上等于抛光压力的膨胀压力被施加于气囊或膜片上。为了易于运送晶片，可在所述开口处施加真空以将晶片吸附在携载头(400)上。为了释放晶片，气囊或膜片可被充气使得其伸出金属板的开口。
Description
技术领域
本发明是关于化学机械平坦化过程，尤其关于使用于化学机械平坦化过程的局部膜片的携载头。
背景技术
在半导体器件的制造中，经常执行平坦化的操作，其可包含晶片抛光，擦净及清洁等步骤。通常，集成电路器件是多层结构的形式。在基片层面，具有扩散区域的晶体管器件被形成。在接下来的层中，互连的金属化线被图案化且电连接至晶体管器件以得到想要的功能的器件。图案化的传导层是借由介电材料，例如二氧化锡，与其他传导层绝缘。
随着更多的金属化层及相关的介电层被形成，平坦化介电材料的需求也随之增加。若无平坦化，则因表面形状的较大的变化而导致额外的金属化层的制造更加困难。在其他的应用中，金属化线图案是在介电材料中形成，且接着金属平坦化操作被执行以移除多余的金属。更进一步的应用包含平坦化在金属化过程之前沉积的介电薄膜，例如用于浅沟绝缘或多金属绝缘的介电质。用于实现半导体晶片平坦化之一的方法为化学机械平坦化(CMP)过程。
通常，该化学机械平坦化过程包含保持和研磨通常为在控制的压力和相对的速度下相对于一移动的抛光垫旋转的晶片。化学机械平坦化系统通常使用轨道，皮带或刷子工作站，在其中抛光垫或刷子被用于擦亮、擦净和抛光晶片之一面或两面。液浆被用于促进和增强化学机械平坦化过程。在化学机械平坦化过程中，液浆通常被导入和散布在移动的预备表面上和半导体晶片的被擦净、抛光或由CMP过程的预备表面上。此散布动作通常借由预备表面的移动、半导体晶片的移动和半导体晶片与预备表面间产生的摩擦力的组合而实现。
图1A是显示已知的台式化学机械平坦化设备50。该已知的化学机械平坦化设备50包含一携载头52，保持一晶片54，且固定于一转移手臂64上。此外，该台式化学机械平坦化设备50包含一抛光垫56，其是配置于抛光台58(通常被称做抛光平台)的上方。
在运作上，携载头52施加朝下的力至接触抛光垫56的晶片54上。抛光台58提供反作用力，抵抗携载头52施加的朝下的力。抛光垫56与液浆一起使用以抛光晶片54。通常，抛光垫56包含泡沫状的聚氨酯或具有沟槽状表面的聚氨酯片。该抛光垫56被具有研磨料及其他抛光化学物质的抛光液浆沾湿。此外，抛光台58围绕着其中心轴60旋转，且携载头52围绕着中心轴62旋转。再者，抛光头可借由转移手臂64横跨抛光垫56表面移动。除了前述的台式化学机械平坦化设备50之外，直线带式化学机械平坦化系统也常用于执行化学机械平坦化过程。
图1B显示已知的直线式晶片抛光设备100的侧视图。该晶片抛光设备100包含一携载头108，其在处理过程中保持一晶片104。抛光垫102环绕着滚筒112形成一连续环，且通常以约每分钟400英尺的速度朝方向106移动，然而，此速度可随特定的CMP操作而改变。随着抛光垫102移动，携载头108旋转且将晶片104下移至抛光垫102的上表面，施加所需的抛光压力于其上。
一承载台板歧管组件110在抛光过程中支持抛光垫102。该承载台板歧管组件110可使用任何形式的支撑，例如液态或气态支撑。该承载台板歧管组件110是被一台板周围板116支持并定位。来自于气体源114的气压经由承载台板歧管组件110通过复数独立控制的输出孔输入且提供朝上的力至抛光垫102上以控制抛光垫轮廓。
有效率的CMP过程具有高抛光速率且产生精细(即无小尺寸的粗糙度)且平坦(即无大尺寸的起伏)的基片表面。该抛光速率、精细度和平坦度是由抛光垫和液浆的组合、基片和抛光垫之间相对速度及将基片压至抛光垫的压力来决定。
抛光塑料依赖于将基片压至抛光垫的压力。具体说，压力越大，抛光速率越高。若携载头施加不均匀的负载，亦即携载头在一个基片区域施加的压力低于在另一个区域施加的压力，则压力低的区域的抛光速率慢于压力高的区域的抛光速率。因此，不均匀的负载可引起不均匀的基片抛光。
图2例示一已知的携载头108，其包含一不锈钢板(未图示)，不锈钢板被一用于在抛光时将晶片固定的保持环200围绕。覆盖该不锈钢板且位于保持环200内者是一携载薄膜202。此外，真空孔204是位于不锈钢板内和携载薄膜202内的对应位置。
携载薄膜202是设计用于吸收晶片抛光时的压力以防止热压力斑点在晶片表面上形成。在本发明中，术语“热压力斑点”表示晶片表面上其中因增加的向下压力导致该区域具有较高的移除率的晶片表面区域。因此，热压力斑点可在CMP过程中造成不均匀的问题，此问题通常可借由使用携载薄膜202而消除。
在晶片过程中，晶片必需在工作站间运送。为了易于晶片运送，携载头108包含真空孔204，使携载头108可以拾起和放下晶片。例如，在完成一抛光操作之后，携载头108将晶片从抛光带的表面移至晶片制造程序的下一个工作站。然而，晶片常常“粘在”抛光带上。即，抛光带表面的聚氨酯与液浆的结合常常导致晶片粘附在抛光带的表面上。为了去除此种粘附，携载头108经由真空孔204施加真空至晶片的背面，使得携载头108可以将晶片从抛光带的表面提起。在将晶片运送至下一个制造站之后，携载头108经由真空孔204施加正气流以将晶片从携载头108的携载薄膜202上释放。
不幸地，携载头108的真空孔204造成晶片表面上低的移除速率区域，导致不均匀误差。图3显示一使用已知的携载头进行CMP操作得到的示例性的晶片104。在CMP过程中在携载头上的携载薄膜是湿的。然而，当真空经由携载头的真空孔施加时，该真空易于将真空孔附近的携载薄膜变干，使得真空孔的区域的携载薄膜变得较软。此外，在真空孔的区域并无直接的晶片支持。因此，由于干的携载薄膜和缺乏在真空孔的区域的直接的晶片支持，低移除速率“真空孔”区域300在晶片104的表面上产生。引起的不均匀可对晶片上形成的器件产生强烈的不良影响，常常导致整片晶片报废。此外，已知的携载头的真空孔容许真空启动时将液浆吸入。这些液浆常会进入工具的内部产生不良影响。
携载头被开发成试图去免除晶片的表面上的低移除速率真空孔区域。例如，一已知的携载头使用一可膨胀的气囊，置于不锈钢板处以在CMP过程中将向下的力传送至晶片背面。然而，此可膨胀的气囊需要一漂浮的保持环使得CMP过程复杂化。此外，该漂浮的保持环常常导致不良的边缘效应，其中晶片的边缘处的移除速率与晶片的其他部分比较非常地高。
因前述的原因，需要可免除晶片的表面上的低移除速率真空孔区域的携载头。该携载头应可应用于各种形式的CMP系统上，且不需要过度的实验和工程得以实现。特别是，该携载头不应需要极复杂的系统，例如一漂浮的保持环，且应在CMP过程中提供一均匀的晶片表面。
发明内容
广言之，本发明借由提供一局部膜片携载头，可免除在晶片的表面上的低移除速率真空孔区域，来满足此等需求。本发明的实施例将携载头上复数真空孔以一较大的中心真空孔来取代。在抛光的过程中，一气囊或膜片在中心真空孔处膨胀使得在真空孔区域的压力在基板上相等于抛光压力。
例如，在一实施例中，该携载头包含一金属板，具有在中心区域形成的开口。该金属板具有一在CMP过程中面对晶片的背面的晶片侧，和一非晶片侧。位于金属板的非晶片侧上方，且位于在金属板的开口上方是一气囊。为了在抛光时达到均匀性，一基本上相等于CMP过程中使用的抛光压力的膨胀压力被施加于气囊上。该携载头尚可包含一携载薄膜，其位于金属板的晶片侧上。该携载薄膜在CMP操作时是配置于金属板与晶片的背面间。在此方面，该金属板和该气囊可提供实质上均匀的力至携载头上。为了易于运送晶片，可在金属板的开口处施加真空以将晶片吸附在携载头上。该气囊可在真空施加于金属板的开口时泄气。此外，为了将晶片从携载头释放，气囊可被充气使得其伸出金属板的开口。
尚有一使用于CMP过程的携载头在本发明的另一实施例中公开。该携载头包含一金属板，具有一在中央处形成的开口。如前所述，该金属板具有一晶片侧，在CMP过程中其面对晶片的背面，和一非晶片侧。位于金属板的非晶片侧上方，且位于在金属板的开口上方是一膜片。为了便于在抛光时达到均匀性，一基本上等于CMP过程中使用的抛光压力的压力被施加于膜片上。如前所述，该携载头尚可包含一携载薄膜，其位于金属板的晶片侧上。该携载薄膜在CMP操作时是配置于金属板与晶片的背面间。在此方面，该金属板和该膜片可提供基本上均匀的力至携载薄膜上。为了易于运送晶片，可在金属板的开口处施加真空以将晶片吸附在携载头上。为了将晶片从携载头释放，可将一释放压力施加至膜片上，使得该膜片伸出金属板的开口。
本发明尚包含一实施例，公开了用于在CMP过程中抛光晶片的方法。该方法包含将一晶片置于一携载头上，该携载头包含一金属板，金属板具有在中心形成的一开口，和一气囊，该气囊位于金属板中的开口上方。该气囊是位于金属板上与晶片所在侧相反的另一侧上。该晶片是以携载头施加一特定的抛光压力而置于一抛光表面上。此外，该气囊是膨胀至一基本上等于抛光压力的压力，且晶片的表面被抛光。如前所述，一携载薄膜可置于金属板与晶片的背面间，使得该金属板和该气囊可提供基本上均匀的力至携载薄膜上。此外，为了易于运送晶片，可在金属板的开口处施加真空以将晶片吸附在携载头上。为了将晶片从携载头释放，可将气囊膨胀使得该气囊伸出金属板的开口以从携载头释放晶片。
本发明的实施例可有力地用于抛光晶片但不产生晶片表面的低移除速率真空孔区域。特别是，由于复数真空孔被省去，低移除速率真空孔区域不会在晶片表面上那些区域中产生。此外，该气囊和膜片在抛光时提供压力至位于中心的真空孔区域。因此，可避免一低移除速率真空孔区域在中心真空孔区域的晶片表面上产生。本发明的其他方面及优点将借由后述的说明而更加了解，这些说明结合附图示出了本发明原理的例子。
具体实施方式
图1A示出已知的台式化学机械平坦化设备；
图1B示出已知的直线式晶片抛光设备的侧视图；
图2例示一已知的携载头；
图3示出一使用已知的携载头的CMP过程产生的例示性的晶片；
图4示出依照本发明的一实施例的局部膜片携载头的底视图；
图5示出依照本发明的一实施例的局部膜片携载头的侧视图；
图6示出依照本发明的一实施例的于晶片运送过程中的局部膜片携载头的侧视图；
图7示出依照本发明的一实施例的使用膜片的局部膜片携载头的侧视图；和
图8是显示依照本发明的一实施例的于晶片运送过程中的使用膜片的局部膜片携载头的侧视图。
具体实施方式
本发明公开一局部膜片的携载头，可避免在晶片表面上产生低移除速率真空孔区域。通常，本发明的实施例的局部膜片携载头以一较大的中心真空孔取代位于携载头上的复数真空孔。在抛光过程中，一气囊或膜片在中心真空孔区域被充气使得在真空孔区域的压力在基本上相等于抛光压力，即经由携载头传送至晶片上的向下的力。在后文中，种种特定的细节是为了促进对本发明的了解。对于本领域技术人员不需部分或所有此等细节也可实施本发明。另外，广为人知的过程步骤不加以详述以免产生不必要的混淆。
图4显示依照本发明的一实施例的局部膜片携载头400的底视图。该携载头400包含一不锈钢板402，被在抛光时将晶片固定在定位的保持环404环绕。在实际抛光时，一携载薄膜(未图示)是置于不锈钢板的晶片侧的上方，特别是，位于不锈钢板402与晶片的背面间。该携载薄膜是设计成吸收晶片抛光时的压力，因此防止在晶片表面产生热压力斑点。如前所述，热压力斑点可造成CMP过程中不均匀的问题，其通常可借由使用携载薄膜而免除。
一开口406在不锈钢板的中心位置形成，在其上置有一气囊408。本发明的实施例将携载头的复数真空孔以较大的中心真空孔406取代。在抛光过程中，气囊408在中心真空孔406区域中被充气使得在真空孔区域的压力在基本上等于抛光压力，即经由携载头传送至晶片的向下力。以此法，该金属板和气囊提供一实质上均匀的力至携载薄膜。通常，对于一300mm的晶片，中心真空孔406的直径范围可为1英寸至3英寸。
虽然携载头400被描述成使用不锈钢板，但应了解其可使用任何可以传送力至晶片的材料制作。例如，其他的金属、塑料或任何其他可使用于CMP过程的携载头中的材料。同理，气囊408可由任何可以挠曲和施加压力至晶片的背面的材料组成。例如，该气囊可由橡胶、聚氨酯或任何其他可屈曲以经由不锈钢板402中的开口406施加压力的材料制成。
在一实施例中，保持环404是一固定的保持环，在CMP过程并不会移动。然而，本发明的实施例可使用任何形式的可在CMP过程中固定晶片至定位的保持环。例如，该保持环可在晶片抛光过程中活动以调整抛光带的形状。
图5是显示依照本发明的一实施例的局部膜片携载头的侧视图。如前所述，携载头400包含一不锈钢板402，其被在抛光过程中固定一晶片502的保持环404环绕。此外，携载薄膜500是置于不锈钢板402的晶片侧上。特别是，携载薄膜500是位于不锈钢板402与晶片502的背面间。
开口406是在不锈钢板402的中心位置形成，在其上是一气囊408。在一实施例中，气囊408是置于真空腔室506内，其可在晶片502运送时提供全部或动态真空环境，在后文中将加以详述。如前所述，本发明的实施例将携载头上的复数真空孔以较大的中心真空孔406取代。在抛光时，气囊408被在中心真空孔406的区域充气使得在真空孔的区域的压力是基本上等于抛光压力。
特别是，在晶片抛光时，携载头400将晶片502施加至抛光带504的表面上。虽然本发明以一直线式CMP系统来说明，应了解本发明的实施例可应用在台式CMP系统中。为了产生均匀的向下力至晶片502的背面，气囊408在CMP过程中被充气至基本上等于抛光压力的压力。以此法，由于气囊408提供的压力，经由携载薄膜500传送至晶片502的力基本上在不锈钢板402表面上是均匀的，包含中心真空孔406的区域。
除了在CMP过程中提升晶片502的表面均匀性，本发明的实施例尚可简化晶片502的运送。图6是显示依照本发明的一实施例的于晶片运送过程中的局部膜片携载头400的侧视图。如前所述，携载头400包含一不锈钢板402，其被在抛光过程中固定一晶片502的保持环404环绕。此外，携载薄膜500是置于不锈钢板402的晶片侧上，位于不锈钢板402与晶片502的背面间。
中心真空孔406容许携载头400拾起和放下晶片502。如前所述，在晶片制作过程中，完成抛光之后携载头400通常将晶片502从抛光带504的表面运送至下一工作站。然而，晶片常常“粘在”抛光带504上。即，抛光带表面的聚氨酯与液浆的结合常常导致晶片502粘附在抛光带504的表面上。为了去除此种粘附，携载头400经由中心真空孔406施加真空至晶片的背面，使得携载头400可以将晶片502从抛光带504的表面提起。
特别是，在提起晶片502时，气囊408被泄气且在真空腔室506产生真空。气囊408可被完全泄气或部分泄气，其是依照系统开发者和系统操作者的需求而定。通常，气囊408应被泄气至可让真空腔室506的真空传送至携载薄膜500上。由于携载薄膜500的多孔本质，真空经由中心真空孔406和携载薄膜500传送至晶片502的背面。以此法，因真空产生的晶片502至携载头400的粘附力克服晶片502与抛光带504间的粘着力，因此使得携载头400可提起晶片502。
通常，真空可在晶片502从抛光带504表面上移开后马上解除，原因在于晶片502在运送过程中通常粘附在湿的携载薄膜500上。因此，真空腔室506可以只产生动态真空的方式来实行，在一特定的时间周期后就解除真空。应注意真空与携载薄膜500的组合除了将晶片502从抛光带504的表面提起之外，可用于将晶片502从任何表面提起。
在将晶片502运送至其目的地后，气囊408被充气使得气囊408伸出中心真空孔406。该伸出的气囊408使携载薄膜500凸起，而将晶片502从携载头400上释放。应注意其他本发明的实施例可借由通过真空孔406施加正气流而将晶片502从携载头400上释放。
使用前述的携载头400，本发明的实施例可不在晶片表面上产生低移除速率真空孔区域的情况下抛光晶片。特别是，由于复数真空孔被省去，不会在这些地方产生低移除速率真空孔区域。此外，气囊408在抛光时在中心真空孔406的区域提供压力。因此可避免在晶片表面上中心真空孔406区域产生低移除速率真空孔区域。除了使用气囊408以在抛光过程中提供压力至中心真空孔406，本发明的实施例也可使用一膜片。
图7是显示依照本发明的一实施例的使用一膜片的局部膜片携载头700的侧视图。该携载头700包含一不锈钢板402，其被在抛光过程中固定一晶片502的保持环404环绕。此外，携载薄膜500是置于不锈钢板402的晶片侧上。特别是，携载薄膜500是位于不锈钢板402与晶片502的背面间。
如前所述，开口406是在不锈钢板402的中心位置形成，在其上放置膜片702。相似于图6，图7的膜片702是置于真空腔室506内，其可在晶片502运送时提供全部或动态真空环境。如前所述，本发明的实施例将携载头上的复数真空孔以较大的中心真空孔406取代。在抛光时，压力在中心真空孔406的区域被施加至膜片702使得在真空孔的区域的压力基本上等于抛光压力。
如前所述，在晶片抛光时，携载头400将晶片502施加至抛光带504的表面上。为了产生均匀的向下力至晶片502的背面，基本上等于在CMP过程中使用的抛光压力的压力被施加至膜片702。以此法，由于膜片702提供的压力，经由携载薄膜500传送至晶片502的力基本上在不锈钢板402的表面上是均匀的，包含中心真空孔406的区域。
图8是显示依照本发明的一实施例的于晶片运送过程中的局部膜片的携载头700的侧视图。如前所述，携载头700包含一不锈钢板402，其被在抛光过程中固定一晶片502的保持环404环绕。此外，携载薄膜500是置于不锈钢板402的晶片侧上，位于不锈钢板402与晶片502的背面间。
中心真空孔406容许携载头700拾起和放下晶片502。如前所述，晶片常常“粘在”抛光带504上。即，抛光带表面的聚氨酯与液浆的结合常常导致晶片502粘附在抛光带504的表面上。为了去除此种粘附，携载头700经由中心真空孔406施加真空至晶片的背面，使得携载头700可以将晶片502从抛光带504的表面提起。
特别是，在提起晶片502时，在真空腔室506产生真空。在真空腔室506内的真空将膜片702拉离携载薄膜500和晶片502的背面。如此，真空腔室506的真空可传送至携载薄膜500上。由于携载薄膜500的多孔本质，真空经由中心真空孔406和携载薄膜500传送至晶片502的背面。以此法，因真空产生的晶片502至携载头700的粘附力克服晶片502与抛光带504间的粘着力，因此使得携载头700可提起晶片502。
如前文中结合图6所述，真空通常可在晶片502从抛光带504表面上移开后马上解除，原因在于晶片502在运送过程中通常粘附在湿的携载薄膜500上。因此，真空腔室506可以只产生动态真空的方式来实行，在一特定的时间周期后就解除真空。
在将晶片502运送至其目的地后，携载头400施加压力至膜片702使得膜片702伸出中心真空孔406。该伸出的膜片702使携载薄膜500凸起，而将晶片502从携载头400上释放。如前所述，本发明的实施例也可借由通过中心真空孔406施加正气流而将晶片502从携载头400上释放。。
使用前述的结合图5和6说明的使用气囊的实施例，由于复数真空孔被省去，不会在这些地方产生低移除速率真空孔区域。此外，膜片702在抛光时在中心真空孔406的区域提供压力。因此可避免在晶片表面上中心真空孔406区域产生低移除速率真空孔区域。
在以上详细说明中所提出的具体的实施方式或实施例仅为了易于说明本发明的技术内容，本发明并非狭义地限制于该实施例，在不超出本发明的精神和以下的申请专利范围的情况，可作种种变化实施。
Claims (20)
1.一种用于化学机械抛光(CMP)过程的携载头，包含：
金属板，具有在中心位置形成的开口，该金属板具有一晶片侧和一非晶片侧，该晶片侧在CMP过程中面对晶片的背面；和
气囊，位于金属板的非晶片侧上方，且位于金属板中的开口上方，其中基本上等于CMP过程中使用的抛光压力的膨胀压力被施加于气囊上。
2.如权利要求1所述的携载头，还包含一携载薄膜，其位于金属板的晶片侧上，其中该携载薄膜在CMP操作时配置于金属板与晶片的背面间。
3.如权利要求2所述的携载头，其中金属板和气囊提供一基本上均匀的力至携载薄膜。
4.如权利要求1所述的携载头，其中真空被施加至金属板中的开口处以将晶片吸附在携载头上以易于运送晶片。
5.如权利要求4所述的携载头，其中该气囊在真空施加于金属板中的开口时泄气。
6.如权利要求5所述的携载头，其中气囊被充气以将晶片从携载头释放。
7.如权利要求6所述的携载头，其中该气囊被充气使得其伸出金属板的开口以将晶片从携载头释放。
8.一种用于化学机械抛光(CMP)过程的携载头，包含：
金属板，具有在中心位置形成的开口，该金属板具有一晶片侧和一非晶片侧，该晶片侧在CMP过程中面对晶片的背面；和
膜片，位于金属板的非晶片侧上方，且位于金属板的开口上方，其中基本上等于CMP过程中使用的抛光压力的压力被施加于膜片上。
9.如权利要求8所述的携载头，其中还包含一携载膜片，其位于金属板的晶片侧上，其中该携载膜片在CMP操作时配置于金属板与晶片的背面间。
10.如权利要求9所述的携载头，其中金属板和薄膜提供一基本上均匀的力至携载薄膜。
11.如权利要求8所述的携载头，其中真空被施加至金属板的开口以将晶片吸附在携载头上以易于运送晶片。
12.如权利要求11所述的携载头，其中释放压力被施加至该膜片以将晶片从携载头释放。
13.如权利要求11所述的携载头，其中该释放压力使得该膜片伸出金属板中的开口以将晶片的从携载头释放。
14.一种在化学机械抛光(CMP)过程中抛光晶片的方法，包含下列操作：
将晶片置于携载头上，该携载头包含：金属板，其具有在中心位置形成的开口；和气囊，其位于金属板中的开口的上方并位于金属板上与晶片所在的面相反的另一面上；
利用该携载头将晶片施加至一抛光表面上，该晶片被施加一特定的抛光压力；
将该气囊膨胀至基本上等于抛光压力的压力；和
将晶片的表面抛光。
15.如权利要求14所述的方法，其中还包含将携载薄膜置于金属板与晶片的背面间的操作。
16.如权利要求15所述的方法，其中该金属板和该气囊提供基本上均匀的力至携载薄膜上。
17.如权利要求14所述的方法，其中还包含在金属板的开口处施加真空以将晶片吸附在携载头以易于晶片运送的操作。
18.如权利要求17所述的方法，其中还包含在真空施加至金属板的开口时将气囊泄气的操作。
19.如权利要求18所述的方法，其中还包含将气囊膨胀以将晶片从携载头释放的操作。
20.如权利要求19所述的方法，其中该气囊被充气使得该气囊伸出金属板的开口以将晶片从携载头释放。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/186,888 US6758726B2 (en) | 2002-06-28 | 2002-06-28 | Partial-membrane carrier head |
| US10/186,888 | 2002-06-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1665639A true CN1665639A (zh) | 2005-09-07 |
| CN100364720C CN100364720C (zh) | 2008-01-30 |
Family
ID=29779958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB03815370XA Expired - Fee Related CN100364720C (zh) | 2002-06-28 | 2003-06-24 | 在化学机械抛光过程中抛光晶片的方法和携载头 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6758726B2 (zh) |
| EP (1) | EP1545832A1 (zh) |
| JP (1) | JP2005531930A (zh) |
| KR (1) | KR100691353B1 (zh) |
| CN (1) | CN100364720C (zh) |
| AU (1) | AU2003249363A1 (zh) |
| TW (1) | TWI221643B (zh) |
| WO (1) | WO2004002676A1 (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103358228A (zh) * | 2012-04-02 | 2013-10-23 | 姜準模 | 用于化学机械抛光系统的载具头 |
| CN103702798A (zh) * | 2011-06-21 | 2014-04-02 | 信越半导体株式会社 | 研磨头、研磨装置及工件的研磨方法 |
| CN104308736A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-28 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨头膜片的缺陷检测方法 |
| CN106425833A (zh) * | 2015-08-07 | 2017-02-22 | 精工半导体有限公司 | 研磨头、cmp研磨装置以及导体集成电路的制造方法 |
| CN107717719A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-02-23 | 精工半导体有限公司 | 研磨头、cmp研磨装置、和半导体集成电路装置的制造方法 |
| WO2018059144A1 (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 清华大学 | Cmp设备抛光头掉片检测方法和系统 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100579865B1 (ko) * | 2004-12-23 | 2006-05-12 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 화학기계적 연마장치 |
| KR101057228B1 (ko) | 2008-10-21 | 2011-08-16 | 주식회사 엘지실트론 | 경면연마장치의 가압헤드 |
| US20120021673A1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-01-26 | Applied Materials, Inc. | Substrate holder to reduce substrate edge stress during chemical mechanical polishing |
| CN102179758A (zh) * | 2011-03-03 | 2011-09-14 | 浙江工业大学 | 一种柔性可控球形气压砂轮光整工具 |
| KR101241023B1 (ko) * | 2011-12-08 | 2013-03-11 | 주식회사 케이씨텍 | 캐리어 헤드의 멤브레인 |
| KR102332801B1 (ko) * | 2015-05-06 | 2021-11-30 | 주식회사 케이씨텍 | 기판 연마장치의 디척 방법 |
| WO2017066311A1 (en) * | 2015-10-12 | 2017-04-20 | Applied Materials, Inc. | Substrate carrier for active/passive bonding and de-bonding of a substrate |
| US9873179B2 (en) * | 2016-01-20 | 2018-01-23 | Applied Materials, Inc. | Carrier for small pad for chemical mechanical polishing |
| CN109202665A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-15 | 胡新军 | 一种钢板抛光打磨装置及方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2616736B2 (ja) * | 1995-01-25 | 1997-06-04 | 日本電気株式会社 | ウエーハ研磨装置 |
| KR100210840B1 (ko) * | 1996-12-24 | 1999-07-15 | 구본준 | 기계 화학적 연마 방법 및 그 장치 |
| US6225224B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-05-01 | Infineon Technologies Norht America Corp. | System for dispensing polishing liquid during chemical mechanical polishing of a semiconductor wafer |
| JP2004505456A (ja) * | 2000-07-31 | 2004-02-19 | エイエスエムエル ユーエス インコーポレイテッド | 基板を化学機械研磨するための装置及び方法 |
| AU2001293125A1 (en) * | 2000-09-27 | 2002-04-08 | Strasbaugh, Inc. | Tool for applying resilient tape to chuck used for grinding or polishing wafers |
| DE60101458T2 (de) * | 2001-05-25 | 2004-10-28 | Infineon Technologies Ag | Halbleitersubstrathalter mit bewegbarer Platte für das chemisch-mechanische Polierverfahren |
| US6568991B2 (en) * | 2001-08-28 | 2003-05-27 | Speedfam-Ipec Corporation | Method and apparatus for sensing a wafer in a carrier |
| US6776693B2 (en) * | 2001-12-19 | 2004-08-17 | Applied Materials Inc. | Method and apparatus for face-up substrate polishing |
-
2002
- 2002-06-28 US US10/186,888 patent/US6758726B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-06-11 TW TW092115842A patent/TWI221643B/zh active
- 2003-06-24 JP JP2004517788A patent/JP2005531930A/ja active Pending
- 2003-06-24 KR KR1020047020205A patent/KR100691353B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2003-06-24 EP EP03762017A patent/EP1545832A1/en not_active Withdrawn
- 2003-06-24 WO PCT/US2003/019942 patent/WO2004002676A1/en active Application Filing
- 2003-06-24 CN CNB03815370XA patent/CN100364720C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-06-24 AU AU2003249363A patent/AU2003249363A1/en not_active Abandoned
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103702798A (zh) * | 2011-06-21 | 2014-04-02 | 信越半导体株式会社 | 研磨头、研磨装置及工件的研磨方法 |
| CN103358228A (zh) * | 2012-04-02 | 2013-10-23 | 姜準模 | 用于化学机械抛光系统的载具头 |
| CN103358228B (zh) * | 2012-04-02 | 2016-12-28 | 姜準模 | 用于化学机械抛光系统的载具头 |
| CN104308736A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-01-28 | 上海华力微电子有限公司 | 研磨头膜片的缺陷检测方法 |
| CN106425833A (zh) * | 2015-08-07 | 2017-02-22 | 精工半导体有限公司 | 研磨头、cmp研磨装置以及导体集成电路的制造方法 |
| CN106425833B (zh) * | 2015-08-07 | 2019-07-19 | 艾普凌科有限公司 | 研磨头、cmp研磨装置以及导体集成电路的制造方法 |
| CN107717719A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-02-23 | 精工半导体有限公司 | 研磨头、cmp研磨装置、和半导体集成电路装置的制造方法 |
| WO2018059144A1 (zh) * | 2016-09-27 | 2018-04-05 | 清华大学 | Cmp设备抛光头掉片检测方法和系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2003249363A1 (en) | 2004-01-19 |
| US6758726B2 (en) | 2004-07-06 |
| KR20050037514A (ko) | 2005-04-22 |
| WO2004002676A1 (en) | 2004-01-08 |
| TWI221643B (en) | 2004-10-01 |
| TW200401359A (en) | 2004-01-16 |
| CN100364720C (zh) | 2008-01-30 |
| US20040002291A1 (en) | 2004-01-01 |
| EP1545832A1 (en) | 2005-06-29 |
| KR100691353B1 (ko) | 2007-03-12 |
| JP2005531930A (ja) | 2005-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1665639A (zh) | 局部膜片携载头 | |
| KR100315722B1 (ko) | 기판표면을평탄화하기위한연마기 | |
| US6612903B2 (en) | Workpiece carrier with adjustable pressure zones and barriers | |
| US5851140A (en) | Semiconductor wafer polishing apparatus with a flexible carrier plate | |
| US20020068516A1 (en) | Apparatus and method for controlled delivery of slurry to a region of a polishing device | |
| US6439967B2 (en) | Microelectronic substrate assembly planarizing machines and methods of mechanical and chemical-mechanical planarization of microelectronic substrate assemblies | |
| JP2002524863A (ja) | 半導体ウェハを研磨するための装置および方法 | |
| US20020164936A1 (en) | Chemical mechanical polisher with grooved belt | |
| US6722963B1 (en) | Apparatus for chemical-mechanical planarization of microelectronic substrates with a carrier and membrane | |
| US7629554B2 (en) | Sheet for mounting polishing workpiece and method for making the same | |
| US6746318B2 (en) | Workpiece carrier with adjustable pressure zones and barriers | |
| CN100415447C (zh) | 抛光装置及抛光方法 | |
| JPH08339979A (ja) | 被研磨基板の保持装置及び基板の研磨方法 | |
| US20240131652A1 (en) | Planarized membrane and methods for substrate processing systems | |
| US20080003927A1 (en) | Sheet for mounting polishing workpiece and method for making the same | |
| KR100522888B1 (ko) | 폴리싱 장치 및 폴리싱 방법 | |
| KR20140104563A (ko) | 화학적 기계적 연마 장치와 연마 헤드 어셈블리 | |
| JP2005026274A (ja) | 半導体ウェハのエッジ部研磨方法 | |
| JP2021079488A (ja) | 基板を保持するためのトップリングおよび基板処理装置 | |
| JPH09234665A (ja) | 基板研磨装置および基板研磨方法 | |
| WO2023058751A1 (ja) | 基板吸着部材、弾性シール組立体、トップリング、および基板処理装置 | |
| US6821195B1 (en) | Carrier head having location optimized vacuum holes | |
| CN117047568A (zh) | 抛光方法及抛光装置 | |
| JP2023057047A (ja) | 基板吸着部材、弾性シール組立体、トップリング、および基板処理装置 | |
| KR19980031014A (ko) | 씨.엠.피 장치 및 그를 이용한 평탄화 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080130 |