[发明专利]调节晶片抛光垫的方法

说明书

发明背景

本发明在总体上涉及晶片抛光，特别是，涉及一种调整供双面或单面抛光机在抛光半导体晶片中使用的抛光垫的方法。

用于制造半导体电子元件的大多数方法都是从呈晶片形状的单晶体、或单晶、半导体材料开始。半导体晶片通过用一种切割装置，如钢丝锯或内径锯将单晶锭薄薄地切成一些单个晶片来生产。切割的各晶片经受许多加工操作以使它们成形，减少它们的厚度并除去由切片操作所引起的损伤。此外，各晶片经受化学-机械抛光，以使它们的表面变平坦。这种抛光技术包括在含有研磨剂和化学药品的溶液中用抛光垫摩擦每块晶片，以便产生一极平、高度反射并没有损伤的晶片表面。一种这样的抛光液，或浆状研磨剂，包括胶体二氧化硅和碱性蚀刻剂。抛光垫例如是一种含聚氨酯的聚酯毡，该毡具有在约1.5mm和2.0mm之间的厚度。

在测定加工好的半导体晶片质量时，对顾客来说，晶片的平整度是一个关键的参数，因为它对以后的使用及由晶片切割的半导体芯片的质量有直接的影响。许多参数测定晶片平整度，其中包括一种GBIR(总体背面指示的读数)测量。GBIR测量代表晶片顶面上的最高点与平行于晶片背侧的一个基准平面之间的差。在这种情况下，晶片安装在一个真空吸盘上，该真空吸盘将晶片背侧上的任何表面变化转移到晶片的前侧用于测量。麻萨诸塞州Westwood的ADE公司在UltraGage^9500和Galaxy AFS-300^TM的商标下出售非接触电容式传感器，用于表征晶片几何形状和测量平整度。

为了使制备半导体晶片时的生产量达到最大，一台抛光机同时抛光许多晶片。这种抛光机通常在游星承载齿轮中固定5至30个晶片，这取决于晶片的尺寸。抛光机使游星承载齿轮相对于一旋转的圆转盘，或压板运动，用于抛光。压板通常是铸铁并铺放一个抛光垫。抛光机将一般抛光浆状研磨剂流分散到垫的表面上，同时使垫紧压住晶片。单面抛光机具有一个压板用于抛光晶片的其中一个表面，而双面抛光机具有两个压板用于同时抛光晶片的顶部和底部表面。压板和抛光垫二者必需极为平坦，以确保抛光好的晶片同样极为平坦。在抛光期间，晶片游星承载齿轮和压板通常是朝相反的方向旋转一预定的时间，典型的持续时间为约30至80分钟。

遗憾的是，传统的抛光机在抛光垫崭新的情况下通常产生十分内凹(盘形)晶片。这些晶片通常具有约1.5μm或更多的不合格总体平整度，GBIR。在新的抛光垫已经安装在抛光机上之后，用于防止过度凹入的晶片的一个操作手续是通过在实际抛光运转开始之前进行10至20次仿真运转来调节垫。在仿真运转(每次运转约花1小时)时，用新的垫来抛光仿真晶片(比如，用于各种原因而剔除的晶片)。在常用的调节操作手续下，在能用抛光机生产比较平的晶片之前，必须仿真运转约10-20小时来调节新安装的抛光垫。由于这个原因，希望有一种方法用于经济而快速地调节新抛光垫，而不用多次、费钱而耗时的仿真运转。

发明概述

本发明通过提供一种磨合供抛光机使用的新抛光垫，满足了上述要求并克服了现有技术的困难。在本发明的一些目的和特点中，可以注意这种方法能使抛光垫用较少时间抛光晶片的措施；这种方法不缩短垫预期寿命的措施；这种方法能在现有设备上进行的措施；及这种方法经济上合理和大批生产切实可行的措施。

简单地说，本发明的方法包括的各方面是用于调节供抛光机使用的抛光垫。抛光机具有一适合于安装垫的压板并可操纵一个晶片抛光循环，以便用垫抛光半导体晶片。方法包括将待调节的抛光垫安装在抛光机压板上的步骤。方法还包括将调节的负载力加到由垫限定的抛光表面上，并以调节的流速将含磨粒的浆状研磨剂供给到抛光表面上。调节的负载力大于在晶片抛光循环中加到抛光表面上的抛光负载力，并且调节的流速大于在晶片抛光循环中以其将浆状研磨剂供给到抛光表面上的流速。方法还包括操纵抛光机一个调节的循环而同时加调节的负载力和将浆状研磨剂供给到抛光表面上的步骤。照这样，调节抛光垫供抛光机使用，用于随后用调节好的抛光垫抛光半导体晶片。