CN1290030A

CN1290030A - 促进半导体晶片释放的方法

Info

Publication number: CN1290030A
Application number: CN 99120766
Authority: CN
Inventors: C·T·林
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2001-04-04

Abstract

根据本发明,公开了一种从抛光垫上释放半导体晶片的方法。本方法包括以下步骤:浆料施加到抛光垫;旋转浆料于其上的抛光垫,同时向晶片施加压力,由此利用浆料抛光晶片;将水引入到抛光垫;增加抛光垫的旋转速度,去除部分浆料;在增加旋转速度期间,减小压力,以基本上防止进一步的抛光;以及从抛光垫上移走晶片。

Description

促进半导体晶片释放的方法

本申请涉及半导体的制造，特别涉及从抛光垫上释放半导体晶片的改进方法。

半导体处理包括抛光半导体晶片。通常，半导体抛光包括化学机械抛光或CMP。为了抛光，半导体晶片通常放置在抛光垫上。处理期间台板支撑抛光垫。使用机械载架晶片放置在抛光垫设置其上的台板上。台板经常旋转进行抛光晶片。此外，载架也旋转。抛光期间，包括研磨材料的浆料引入到抛光垫上，例如二氧化硅颗粒以及腐蚀晶片表面在晶片上提供抛光表面的化学试剂。抛光垫包括传送浆料并在晶片上分配浆料的孔。

通常使用的浆料具有高粘度。抛光结束时，载架从抛光垫上移走晶片进行清洗或仅卸下。浆料的粘度使从晶片上除去抛光垫变得很困难，这是由于浆料的粘度使抛光垫粘贴到晶片上。如果晶片粘贴到抛光垫上，这样会导致晶片脱落，使晶片损伤或甚至破碎。此外，当载架尝试移走它时，浆料的粘度使晶片仍与抛光垫接触。这样也会导致晶片损伤或破碎。

参考图1，显示的载架10用于抛光晶片12。晶片12可释放地连接到载架10，由此可以不损伤晶片12移走晶片12。载架10在箭头“B”的方向内移动使晶片12与抛光垫14接触。抛光垫14设置在台板16上。台板16包括一个转台，提供了这里将介绍的抛光晶片12的机械抛光运动。

参考图2，接触抛光垫14之后，如箭头“A”所示通过载架10旋转晶片12。此外，在箭头“C”的方向内旋转台板16，由此当包括在浆料18内的磨料引入到抛光垫14时，进行机械抛光。浆料18优选包括二氧化硅或氧化铝磨料，基本颗粒尺寸约100A以上。浆料18从浆料进料机20逐渐地提供到抛光垫14上。压力P施加到载架10上，提供法向力帮助抛光晶片12。

参考图3，抛光结束时，浆料18不再引入到抛光垫14。进行水抛光步骤，将水22引入到抛光垫14上。根据浆料的粘度，在载架10从垫14上分离晶片12之前，台板15在箭头“C”的方向内以约50rpm的速率旋转1-60秒。然而，浆料通常有很高的粘度，引入的水不足以产生与抛光垫14充分分离。

对晶片的损伤减小了产量，由很难从抛光垫上移走晶片造成的清洗晶片的延误也导致了晶片产率的降低。因此，需要一种抛光步骤之后促进从抛光垫上释放晶片的方法。

根据本发明，公开了一种从抛光垫上释放半导体晶片的方法。本方法包括以下步骤：浆料施加到抛光垫；旋转其上施加了浆料的抛光垫，同时向晶片施加压力，由此利用浆料抛光晶片；将水引入到抛光垫；增加抛光垫的旋转速度，去除部分浆料；在增加旋转速度步骤期间，减小压力，可以包括通过施加真空压力减小晶片的背压，以基本上防止进一步的抛光；以及从抛光垫上移走晶片。

公开的另一个从抛光垫上释放半导体晶片的方法包括以下步骤：可释放地将半导体晶片固定到载架；浆料施加到抛光垫；旋转载架和晶片；同时向晶片施加压力使其靠向有浆料的抛光垫，由此用浆料抛光晶片；旋转抛光垫，使浆料进一步抛光晶片；将水引入到抛光垫来结束抛光；增加晶片和抛光垫的旋转速度，去除部分浆料；在增加旋转速度的步骤期间，减小压力，可以包括通过施加真空压力减小晶片的背压，该压力使晶片压向抛光垫，以基本上防止进一步抛光；以及，通过提升载架从抛光垫上移走晶片。

在又一方法中，旋转抛光垫同时施加压力的步骤包括以每分钟约20到约100转的旋转速率旋转抛光垫的步骤。旋转抛光垫同时施加压力的步骤包括在晶片和抛光垫之间施加约2到8psi的压力的步骤。将水引入到抛光垫的步骤包括切断向抛光垫提供浆料的步骤。增加抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加约1．1倍到约3倍的步骤。增加抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。减小压力的步骤包括将压力减小到约0到约3psi之间，优选基本上为0psi。还可以包括将表面活性剂引入到抛光垫以分离浆料。

在还一方法中，晶片和抛光垫都可以旋转，可以包括将晶片和抛光垫的旋转速度增加约1．1倍到约3倍的步骤。增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将晶片的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。

从下面参考附图对示例性实施例的详细介绍，本发明的这些和其它目的、特点以及优点将变得很显然。

参考下面的图详细地介绍优选实施例：

图1为根据现有技术安装在载架上并从抛光垫上提升起的的半导体晶片；

图2为根据现有技术图1的载架和半导体晶片的剖面图，示出了晶片接触其上有浆料的抛光垫的情况；

图3为根据现有技术图1的载架和半导体晶片的剖面图，示出了晶片接触其上引入水的抛光垫的情况；

图4为根据本发明载架和半导体晶片的剖面图，示出了晶片接触其上有浆料的抛光垫的情况；以及

图5为根据本发明的方法流程图。

本发明涉及半导体的制造，特别涉及抛光步骤之后促进从抛光垫上半导体晶片的方法。本发明提供的方法以抛光晶片结束时引入的抛光步骤为基础，提高了产量和晶片的产率。抛光步骤包括从抛光垫上移走晶片之前的水抛光。此外，对于高粘度的浆料，附加的步骤包括增加台板或旋转台的旋转速率和减小载架施加的法向力。由此，本发明更容易移走晶片，增加了产量和晶片的产率，防止了对晶片的损伤，并减少了清洗晶片之前的延迟量。

现在参考附图详细地介绍，其中在几个图中，类似的参考数字代表类似或相同的元件，在图4中，显示的载架100用于抛光晶片102。晶片102优选为功能器件形成于其上或制造于其上的半导体晶片。晶片102可释放地耦合到载架100，由此不损伤晶片102移走晶片102。参考图1和2，如上所述进行晶片102的抛光。在抛光期间，晶片102接触设置在台板106上的抛光垫104。台板106包括转台，提供抛光晶片102的机械抛光运动。如上所述，载架100如箭头“D”所示旋转晶片102。此外，台板106在箭头“E”的方向旋转，由此当包括在浆料108中的磨料引入到抛光垫104上时，进行机械抛光。浆料108优选包括二氧化硅或氧化铝磨料，基本颗粒尺寸约100或更大一些。浆料108从浆料进料机120逐渐地提供到抛光垫104上。压力P_R施加到载架100上，提供法向力帮助抛光晶片102。当从晶片102的表面抛光到预定的深度时，进行水抛光工艺除去浆料并结束抛光。

根据本发明的水抛光工艺切断浆料108的供应，代替引入水124。由于浆料经常过于粘稠，不能通过载架100适当地从抛光垫104上分离晶片102，台板106转台的速率增加约1．1倍到约3倍，即增加到约22rpm到300rpm之间。这可在以上介绍的水抛光步骤分离浆料和从晶片上除去浆料期间进行。在优选的实施例中，台板106转台的速率增加到100rpm以上。压力P_R施加的力也随以下将详细介绍的台板106转台的速度增加而减小。此外，载架100可以增加旋转速度，以在水抛光工艺期间进一步除去浆料。在优选实施例中，载架100以约等于转台的增加速率的速率旋转，即约1．1倍到约3倍，例如约22rpm到300rpm之间。

增加的旋转速度和减小的法向力的组合效应使晶片102更容易从抛光垫104上移走。增加转台的旋转速率引入了离心力，有助于在水抛光期间除去残留的浆料。此外，减小向下的力可防止水抛光步骤期间过量残余的抛光。在优选实施例中，压力P_R减小到约0到约3psi之间，优选0psi。

如乙醇或异丙醇等的表面活性剂通过浆料进料机122引入，进一步将浆料118从抛光垫104上分离出来、在水抛光之前或期间引入表面活性剂。

参考图5，显示的流程图为根据本发明从抛光垫上释放晶片的方法。从抛光垫上释放半导体晶片的方法包括可释放地将半导体晶片固定到载架，方框200。通过浆料进料机将浆料引入到抛光垫上，方框202。载架，以及晶片旋转，同时向晶片施加压力将其压向抛光垫，方框204。抛光垫包括传送浆料的孔，由此当抛光垫相对于晶片移动时，晶片被浆料抛光。除了载架的旋转，抛光垫也可以旋转，以进一步抛光晶片，方框206。在方框208中，将水引入到抛光垫以结束抛光工艺。在方框210中，增加晶片和／或抛光垫的旋转速度，除去部分浆料。在方框212中，方框210步骤期间施加到晶片将其压向抛光垫的压力减小，基本上防止了对晶片的进一步抛光。通过提升载架从抛光垫上释放晶片，方框214。载架优选包括真空口，晶片密封到载架。由此，真空压力或背压力通过真空口施加到晶片的背侧，由此帮助载架提升晶片。

根据本发明，除去抛光浆料和／或减小抛光浆料的粘度，由此促进了处理期间晶片从抛光垫上的释放。当根据本发明卸下或清洗晶片时，基本上减小了晶片脱落或将晶片留在抛光垫上的危险。这样减小了潜在的损伤和／或晶片的破裂，由此增加了产量和晶片的产率。

现已介绍了促进半导体晶片释放的新颖方法(为示例性而不是限定性)的优选实施例，应该注意本领域的技术人员可以根据以上的教导进行修改和变形。因此应该理解可以对在由附带的权利要求书限定的本发明的范围和精神内公开的本发明的特定实施例进行改变。根据专利法的要求详细和具体地介绍本发明，期望和要求由专利法保护的内容在附带的权利要求书中。

Claims

1．一种从抛光垫上释放半导体晶片的方法，包括以下步骤：

浆料施加到抛光垫；

旋转其上有浆料的载架，同时向晶片施加压力将其顶向有浆料的抛光垫，由此用浆料抛光晶片；

将水引入到抛光垫；

增加抛光垫的旋转速度，去除部分浆料；

在增加旋转速度的步骤期间，减小压力，以基本上防止进一步的抛光；以及

从抛光垫上移走晶片。

2．根据权利要求1的方法，其中旋转抛光垫同时施加压力的步骤包括以每分钟约20到约100转的旋转速率旋转抛光垫的步骤。

3．根据权利要求1的方法，其中旋转抛光垫同时施加压力的步骤包括在晶片和抛光垫之间施加约2到约8psi的压力的步骤。

4．根据权利要求1的方法，其中将水引入到抛光垫的步骤包括切断向抛光垫提供浆料的步骤。

5．根据权利要求1的方法，其中增加抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加约1．1倍到约3倍的步骤。

6．根据权利要求1的方法，其中增加抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。

7．根据权利要求1的方法，其中减小压力的步骤包括将压力减小到约0到约3psi之间的步骤。

8．根据权利要求1的方法，其中减小压力的步骤包括将压力减小到基本上为零的步骤。

9．根据权利要求1的方法，还包括将表面活性剂引入到抛光垫以分离浆料的步骤。

10．一种从抛光垫上释放半导体晶片的方法，包括以下步骤：

可释放地将半导体晶片固定到载架；

浆料施加到抛光垫；

旋转载架和晶片，同时向晶片施加压力使其顶向有浆料的抛光垫，由此用浆料抛光晶片；

旋转抛光垫，使浆料进一步抛光晶片；

将水引入到抛光垫来结束抛光；

增加晶片和抛光垫的旋转速度，去除部分浆料；

在增加旋转速度期间，减小将晶压压向抛光垫的压力，以基本上防止进一步的抛光；以及

通过提升载架从抛光垫上移走晶片。

11．根据权利要求10的方法，其中旋转载架和晶片同时施加压力的步骤包括以每分钟约20到约100转的旋转速率旋转晶片的步骤。

12．根据权利要求10的方法，其中旋转载架和晶片同时施加压力的步骤包括在晶片和抛光垫之间施加约2到约8psi的压力的步骤。

13．根据权利要求10的方法，其中将水引入到抛光垫的步骤包括切断向抛光垫提供浆料的步骤。

14．根据权利要求10的方法，其中增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将晶片的旋转速度增加约1．1倍到约3倍的步骤。

15．根据权利要求14的方法，其中增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加约1．1倍到约3倍的步骤。

16．根据权利要求10的方法，其中增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将晶片的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。

17．根据权利要求16的方法，其中增加晶片和抛光垫的旋转速度以除去部分浆料的步骤包括将抛光垫的旋转速度增加到每分钟约22转到每分钟约300转的步骤。

18．根据权利要求10的方法，其中减小压力的步骤包括将压力减小到约0到约3psi之间的步骤。

19．根据权利要求10的方法，其中减小压力的步骤包括将压力减小到基本上为零的步骤。

20．根据权利要求10的方法，还包括将表面活性剂引入到抛光垫以分离浆料的步骤。