專利名稱：保護(hù)晶片防備靜電擊穿的晶片支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在其上安裝晶片的晶片支架，同時(shí)保護(hù)晶片防備靜電擊穿，特別涉及一種諸如用于從生產(chǎn)線到一個(gè)比如拋光設(shè)備的處理站傳送晶片的晶片支架。
例如，專利申請(qǐng)JP-A-6-123924和JP-A-11-289004描述了用于從生產(chǎn)線到拋光設(shè)備傳送晶片的晶片支架。
在JP-A-6-123924描述的晶片支架中，一個(gè)分離設(shè)備或釋放部件在晶片支架和通過(guò)吸收安裝在上的晶片之間提供一個(gè)正向壓力氣體，從而釋放晶片，其中正向壓力氣體是電離化空氣。電離化空氣抵消了吸附在晶片上的電荷。
在JP-A-11-289004描述的晶片支架中，一個(gè)釋放部件在支架和安置在其上的晶片之間提供水或包括水的一種混合氣體以便釋放晶片。這樣，提供的水具有極性，抵消了支架和晶片之間的接觸面上的殘余的電荷。
本發(fā)明研究了上述的常規(guī)的晶片支架，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于通過(guò)摩擦等等在晶片上形成靜電荷，有可能在常規(guī)的晶片支架中會(huì)出現(xiàn)晶片的靜電擊穿。更特別的是，在JP-A-6-123924中使用的電離化空氣和在JP-A-11-289004中使用的水具有一個(gè)很大的特定的電阻，這樣就不能夠泄漏靜電荷和不能夠保護(hù)晶片防備靜電擊穿。
本發(fā)明提供一個(gè)晶片支架包括一個(gè)安裝板，用于在其上安裝一個(gè)晶片；在安裝板上形成的至少一個(gè)流體孔；可選擇的與流體孔溝通的一個(gè)流體排空單元，用于通過(guò)流體孔吸取流體以便排空；以及可選擇性地與流體孔溝通的一個(gè)液體提供單元，用于通過(guò)流體孔提供一種液體，液體具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定的阻抗。
此外，本實(shí)施例提供了一種方法，用于通過(guò)使用具有一個(gè)流體孔的一個(gè)安裝板處理一個(gè)晶片，該方法包括步驟吸取晶片到安裝板，同時(shí)通過(guò)流體孔吸取晶片和安裝板之間的空氣；以及從安裝板上釋放晶片，同時(shí)提供一種具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定阻抗的液體。
按照本發(fā)明的晶片支架和方法，具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定阻抗的液體有效地保護(hù)了在晶片上的精密元件而防備了精密元件的靜電擊穿，這是由于在通過(guò)使用液體從晶片支架的安裝板上釋放晶片的過(guò)程中，較低的特定的阻抗有效的釋放了靜電荷。
對(duì)于在其上相同的安裝，晶片支架用于吸取晶片，并通過(guò)使用液體從吸取的狀態(tài)到釋放晶片。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)一個(gè)處理機(jī)器人把晶片放在晶片支架的安裝板上時(shí)，流體排空部件可選擇的與流體孔溝通和操作，以便經(jīng)過(guò)流體孔吸取晶片支架周?chē)目諝猓⑼ㄟ^(guò)流體孔從流體排空部件排空空氣來(lái)吸取晶片。
然后，晶片支架從吸取中釋放晶片以便用CMP設(shè)備確定晶片中心。在該階段，液體提供單元可選擇的與流體孔溝通并通過(guò)流體孔在安裝板的提供液體給晶片。這樣，晶片從安裝板上被釋放并漂浮停留在安裝板上的液體上。
液體提供單元在一個(gè)混合設(shè)備中提前準(zhǔn)備具有低于水的一個(gè)特定阻抗的液體。通過(guò)使用一個(gè)調(diào)節(jié)器將液體提供到流體孔，調(diào)節(jié)器在一個(gè)指定的壓力上和一個(gè)指定的液體流速上提供液體。流體孔在與晶片支架相對(duì)的晶片的表面上提供液體。
經(jīng)流體孔通過(guò)提供具有低于水的一個(gè)特定阻抗的液體，在晶片上形成的精密元件通過(guò)液體的保護(hù)而防備了靜電擊穿。最好是，液體具有等于或低于0.5Ω-cm的一個(gè)特定阻抗，這就使得晶片上的精密元件很少被帶上靜電荷，而不考慮通過(guò)流體孔提供的液體的壓力或流速。
二氧化碳水溶液或銨水溶液最好用作具有低于水的一種特定阻抗的液體。二氧化碳不會(huì)影響人體的健康，并易于操縱而不需進(jìn)行特殊的處理。此外，銨水溶液也易于操縱而不需進(jìn)行特殊的處理。最好是二氧化碳，因?yàn)樗簧l(fā)氣味。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，在安裝板的安裝表面上提供多個(gè)流體孔?？紤]到靜電擊穿的較小可能性，最好是采用一個(gè)較低壓力和一個(gè)較低流速的液體以便保護(hù)晶片上的精密元件。另一方面，根據(jù)從流體孔提供的液體，當(dāng)晶片浮出安裝板時(shí)，一個(gè)較低的液體流速會(huì)引起晶片的移動(dòng)慢下來(lái)。在此情況下，在流體孔開(kāi)始提供液體之后，可能會(huì)出現(xiàn)需要一個(gè)確定的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)用于晶片浮出安裝板，或者由于晶片沒(méi)有完全浮出安裝板而使晶片的傳送失敗。
通過(guò)使用一個(gè)調(diào)節(jié)器和多個(gè)流體孔，通過(guò)存儲(chǔ)和慢慢地提供具有低于水的一個(gè)特定阻抗的液體，可以抑制晶片的帶電。根據(jù)在指定的流速上提供液體，多個(gè)流體孔減少了液體的流速，指定的流速足以在要求的速度上使晶片浮出安裝板。
優(yōu)選的是，在安裝板上安排多個(gè)流體孔以使每個(gè)流體孔具有在輻射向外的方向延伸的拉長(zhǎng)開(kāi)口。在一個(gè)可替換方式中，可以將流體孔在安裝板上以一種常量密度來(lái)安排。這些配置允許液體的壓力被保持在一個(gè)較低值上，并提高晶片浮出安裝板的速度。
在安裝板的鄰近的表面中，每個(gè)流體孔可以具有一種漏斗形狀，從而減少流體孔每單位面積的液體流速，以便進(jìn)一步抑制晶片的帶電。
在本發(fā)明的晶片支架中可以提供多個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴具有多個(gè)流體孔。這種配置減少了晶片每單位面積的液體的流速，抑制了晶片的帶電和允許以較高的速度使晶片浮出安裝板。
晶片支架可以具有一個(gè)純水提供單元和另外的處理純水提供單元的向下流的調(diào)節(jié)器，用于控制純水的壓力和流速。晶片支架可從液體提供單元選擇液體或從純水提供單元選擇純水。
當(dāng)通過(guò)流體孔提供一種液體時(shí)，CMP設(shè)備的拋光頭可以被晶片支架沖洗?？紤]到保護(hù)晶片上的精密元件，盡管從安裝板釋放晶片的過(guò)程中液體的壓力和流速應(yīng)該被控制，但隨后的整個(gè)沖洗拋光設(shè)備的過(guò)程中壓力和流速不需要被控制。相反，在高速?zèng)_洗拋光頭中最好保持較高的壓力。
現(xiàn)在，結(jié)合參考附圖更具體的描述本發(fā)明。參考

圖1，按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通常由數(shù)字10表示的一個(gè)晶片支架被用于一個(gè)拋光設(shè)備，通過(guò)在拋光設(shè)備和用于生產(chǎn)晶片的一個(gè)生產(chǎn)線之間傳送晶片。
通過(guò)一個(gè)操縱機(jī)器人從生產(chǎn)線到支架10傳送一個(gè)晶片12，該晶片12通過(guò)一個(gè)定位工具14定位在支架10上，由一個(gè)拋光頭16吸取和懸掛，拋光頭16可圍繞一個(gè)垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)并在垂直方向移動(dòng)，然后傳送到CMP設(shè)備。支架10吸取和保持被定位的晶片12，接著從吸附中釋放晶片，從而在生產(chǎn)線和CMP設(shè)備之間傳送晶片12。
在本實(shí)施例中，在晶片12的主表面上，與支架10相對(duì)而形成精密元件，并且晶片12的底部表面相對(duì)于拋光頭16。然而，晶片12的主表面和底部表面可以分別相對(duì)于拋光頭16和支架10。
支架10包括具有一個(gè)平頂面的一個(gè)安裝板18。在安裝板18的頂面上具有多個(gè)流體孔，流體孔與安裝板18的底部表面向下延伸的一個(gè)管子22溝通。流體孔可選擇通過(guò)管子22，第一選擇器閥門(mén)24和第二選擇器閥門(mén)26與一個(gè)流體排空單元28，一個(gè)液體提供單元30或一個(gè)純水提供單元22溝通。
如果第一選擇器閥門(mén)24和第二選擇器閥門(mén)26分別選擇第一位置，則流體孔與流體排空單元28溝通。如果第一選擇器閥門(mén)24和第二選擇器閥門(mén)26分別選擇第一位置和第二位置，則流體孔與純水提供單元32溝通。如果第一選擇器閥門(mén)24選擇第二位置，則流體孔與液體提供單元30溝通。
流體排空單元28具有一個(gè)功能，用于通過(guò)流體孔吸取在安裝板1 8頂部周?chē)目諝?。流體排空單元28與一個(gè)空氣減壓器或真空泵溝通，它們減少流體排空單元28的內(nèi)部壓力。在流體排空單元28中吸取的液體和固體顆粒通過(guò)空氣減壓器的一種脫水器收集并在系統(tǒng)外放電。在本實(shí)施例中，空氣，氮或惰性氣體經(jīng)第三選擇器閥門(mén)34可被選擇性的引入管子22中。
液體提供單元30包括一個(gè)混合設(shè)備36和一個(gè)調(diào)節(jié)器38。混合設(shè)備36通過(guò)在純水中溶解二氧化碳，準(zhǔn)備具有特定濃度的二氧化碳水溶液。二氧化碳可以被另外的氣體所替代。
用于本實(shí)施例中的二氧化碳水溶液具有一個(gè)特定的阻抗0.5Ω-cm或更低。具有一個(gè)特定的阻抗0.5Ω-cm或更低的二氧化碳水溶液有效地防止了晶片12上的精密元件的帶電，而不用考慮從流體孔提供的液體的壓力和流速。
調(diào)節(jié)器38被安置在混合設(shè)備36和第一選擇器閥門(mén)24之間。調(diào)節(jié)器38具有用于存儲(chǔ)由混合設(shè)備36準(zhǔn)備的二氧化碳水溶液的功能，并通過(guò)管子22在一個(gè)指定的壓力和一個(gè)指定的流速上把存儲(chǔ)的二氧化碳水溶液提供給流體孔。
純水提供單元32具有一個(gè)功能，用于經(jīng)過(guò)管子22和第一選擇器閥門(mén)24把純水從一個(gè)純水儲(chǔ)存器(未示出)提供到流體孔。純水提供單元32通過(guò)管子22提供純水，以便拋光頭16用于拋光使用。值得注意的是，在純水提供單元32的系統(tǒng)中另外提供一個(gè)調(diào)節(jié)器，并通過(guò)該調(diào)節(jié)器控制純水的壓力和流速。
參考圖2，在安裝板18的頂面上，安裝板18具有多個(gè)流體孔20。每個(gè)流體孔20的截面在向外輻射的方向上延伸形成一個(gè)拉長(zhǎng)的裂縫。多個(gè)拉長(zhǎng)的流體孔在四個(gè)方向上被排列在安裝板18上，每個(gè)方向彼此具有一個(gè)90度的角度。
在整個(gè)從液體提供單元30通過(guò)流體孔20提供液體的過(guò)程中，為了保護(hù)晶片12上的精密元件而防備靜電擊穿，液體的壓力和流速應(yīng)該被減少。在本實(shí)施例中，通過(guò)在安裝板18上提供多個(gè)流體孔20，從流體孔20朝著晶片12均勻的提供液體從而減少了液體的壓力和流速。多個(gè)流體孔20確保了所獲得的足夠的流速以便在期望的速度上使晶片12浮出安裝板18。
為了減少在流體孔20的頂部開(kāi)口的附近的液體的壓力，最好是沿著液體的流向在朝著流體孔20的頂部開(kāi)口上流體孔20具有較大的截面。
參考圖3A，用于圖1晶片支架的安裝板19的另一個(gè)例子具有多個(gè)噴嘴21，每個(gè)噴嘴具有和安裝板19的頂面齊平的頂部。參考圖3B，在噴嘴21的頂部上每個(gè)噴嘴21具有多個(gè)流體孔20’。噴嘴21的每個(gè)流體孔20’與在噴嘴21底部的圖1中的管子22溝通。當(dāng)液體提供單元30通過(guò)管子22提供液體到噴嘴21時(shí)，分別通過(guò)每個(gè)噴嘴21的流體孔20’以一個(gè)較低流速朝著晶片12的主表面提供液體。
在多個(gè)噴嘴21的每個(gè)中形成的流體孔20’減少了晶片12主表面的每單位面積的流速，從而降低了朝著晶片12的流速而抑制了晶片12的帶電，而沒(méi)有延遲晶片12浮出安裝板18的速度。因此，晶片12被快速的傳送到隨后的生產(chǎn)階段。
接下來(lái)結(jié)合參考圖1詳述聯(lián)合CMP設(shè)備通過(guò)晶片支架10的晶片12的保持和釋放。在前述的把晶片從CMP設(shè)備傳送到生產(chǎn)線之后，定位工具14處于對(duì)晶片的釋放狀態(tài)。安裝板18被定位以垂直方向遠(yuǎn)離拋光頭16。第一選擇器閥門(mén)24和第二選擇器閥門(mén)26處于中間的位置，其中管子22脫離流體排空單元28，液體提供單元30和純水提供單元32。
在第二選擇器閥門(mén)26選擇了第二位置之后，而第一選擇器閥門(mén)24選擇第一位置，純水提供單元32通過(guò)管子22與流體孔20溝通。在此狀態(tài)下，從流體孔20朝著拋光頭16以一種相對(duì)高的壓力提供純水以便快速地清洗拋光頭16。
在第二選擇器閥門(mén)26轉(zhuǎn)換到第一位置后，安裝板18和純水提供路徑的壓力被減少，并且在系統(tǒng)中的剩余的純水從安裝板18和純水提供路徑中被放掉。在安裝板18上均勻形成的多個(gè)流體孔20允許從安裝板18的頂面容易的放掉純水。剩余的純水被存儲(chǔ)在脫水器中并從那里被放掉。在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間長(zhǎng)度過(guò)去之后，第二選擇器閥門(mén)26返回到中間位置。
隨后，操縱機(jī)器人在安裝板18上放置下一個(gè)晶片。第二選擇器閥門(mén)26接著選擇第一位置以便溝通流體孔20與流體排空單元28。安裝板18吸附晶片12的主表面以便在安裝板18上保持晶片12。
然后第一選擇器閥門(mén)24選擇第二位置以便溝通管子22和調(diào)節(jié)器38，借此液體提供單元28以指定的壓力和指定的流速在調(diào)節(jié)器38中提供二氧化碳水溶液到流體孔20。流體孔20在安裝板18和晶片12之間提供二氧化碳水溶液以便晶片12浮出安裝板18。
定位工具14確定晶片12的位置，然后相對(duì)于拋光頭16浮出安裝板18。隨后，第一選擇器閥門(mén)24第一位置以便流體孔20與流體排空單元28溝通，借此排空在安裝板18和晶片12之間的二氧化碳水溶液。因此，在晶片12的主表面上通過(guò)安裝板18來(lái)吸附晶片12，跟著通過(guò)定位工具14釋放鏡片12。
隨后，安裝板18被向上升高。拋光頭16在它的底部具有朝著安裝板18擴(kuò)張的一個(gè)隔膜或橫隔膜。根據(jù)安裝板的向上的升高，晶片12接觸到拋光頭16的擴(kuò)張的隔膜。隨后，拋光頭16通過(guò)吸附來(lái)懸掛晶片12。當(dāng)拋光頭懸掛晶片12時(shí)，第一選擇器閥門(mén)24實(shí)質(zhì)上在同一時(shí)間選擇第二位置，借此通過(guò)流體孔20提供二氧化碳水溶液以便從安裝板18的吸附中釋放晶片12。這樣，將晶片12從安裝板18傳送到拋光頭16。
隨后，拋光頭16樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)拋光晶片12。在晶片12被拋光頭16拋光之后，拋光頭16把晶片12返回到安裝板18上。在此階段中，當(dāng)拋光頭16的隔膜擴(kuò)張時(shí)，安裝板18同時(shí)被升高。
然后第二選擇器閥門(mén)26選擇第一位置以便流體孔20與流體排空單元28溝通。安裝板18吸附晶片12和然后放下。拋光頭16停止擴(kuò)張隔膜和開(kāi)始收縮隔膜。
第一選擇器閥門(mén)24選擇第二位置，從而將存儲(chǔ)在調(diào)節(jié)器38中的二氧化碳水溶液以指定的壓力和指定的流速提供到流體孔20。從流體孔20在安裝板18和晶片12之間提供二氧化碳水溶液，借此使晶片12浮出安裝板18。
隨后，定位工具14對(duì)于定位晶片12相對(duì)于拋光頭16開(kāi)始浮出安裝板18。第一選擇器閥門(mén)24選擇第一位置，以便流體孔20溝通流體排空單元28，從而在安裝板18和晶片12之間排空二氧化碳水溶液。接著通過(guò)安裝板18在晶片12的主表面上吸附晶片12，并且定位工具14釋放晶片12。
最后，操縱機(jī)器人從安裝板18傳送晶片12到生產(chǎn)線。在此步驟中，第一選擇器閥門(mén)24和第二選擇器閥門(mén)26分別選擇第一位置和第二位置，以便溝通流體孔20和純水提供單元32。在受到拋光處理之后，晶片12被拋光液附著。這樣，晶片12通過(guò)純水浮出安裝板18而不會(huì)遭到靜電擊穿。然而，在晶片12漂浮的步驟中，可以用二氧化碳水溶液代替純水。
由于上述的實(shí)施例僅僅是出于示例，因而本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施例，并且作為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以容易地作出各種修改和替換。
權(quán)利要求
1.一種晶片支架，包括一個(gè)安裝板，用于在其上安裝一個(gè)晶片；在所述安裝板上形成的至少一個(gè)流體孔；可選擇的與所述流體孔溝通的流體排空單元，用于通過(guò)所述流體孔吸取流體以便排空；和可選擇的與所述流體孔溝通的液體提供單元，用于通過(guò)所述流體孔提供液體，所述液體具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定的阻抗。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中所述液體提供單元包括調(diào)節(jié)器，在通過(guò)所述流體孔提供所述液體之前，控制所述液體的壓力和流速。
3.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中所述液體具有0.5Ω-cm的特定阻抗或更低。
4.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中通過(guò)在水中溶解二氧化碳而獲得所述液體。
5.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中所述液體包括銨和水。
6.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中所述至少一個(gè)流體孔包括多個(gè)流體孔。
7.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中在所述安裝板上，當(dāng)朝著所述流體孔的一個(gè)出口方向看時(shí)，所述流體孔具有一個(gè)較大的截面。
8.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，其中所述安裝板包括多個(gè)噴嘴，所述噴嘴的每個(gè)包括所述的多個(gè)流體孔。
9.如權(quán)利要求1所述的晶片支架，進(jìn)一步包括一個(gè)純水提供單元，用于預(yù)備純水，其中通過(guò)所述流體孔可選擇的提供所述液體和所述純水。
10.一種通過(guò)使用具有流體孔的安裝板來(lái)處理晶片的方法，所述方法包括步驟吸附晶片到安裝板，同時(shí)通過(guò)流體孔吸取晶片和安裝板之間的空氣；和從安裝板上釋放晶片，同時(shí)提供具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定阻抗的液體。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述液體具有0.5Ω-cm的特定阻抗或更低的阻抗。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)流體孔提供純水的步驟。
13.一種化學(xué)機(jī)械地拋光晶片的方法，通過(guò)使用拋光頭和具有流體孔的相關(guān)安裝板，所述方法包括步驟吸附晶片到安裝板，同時(shí)通過(guò)流體孔吸取晶片和安裝板之間的空氣；從晶片支架上釋放晶片，同時(shí)提供具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定阻抗的液體；以及通過(guò)流體孔提供純水以洗刷拋光頭。
全文摘要
一種晶片支架，包括一個(gè)安裝板，用于安裝一個(gè)晶片并具有多個(gè)流體孔，一個(gè)減壓器，用于朝著安裝板吸附晶片，同時(shí)通過(guò)流體孔吸取晶片和安裝板之間的空氣，和一個(gè)液體提供單元，用于朝著晶片提供一種液體以便從晶片支架上釋放晶片。該液體具有低于水的特定阻抗的一個(gè)特定的阻抗。
文檔編號(hào)B23Q7/04GK1404124SQ0213213
公開(kāi)日2003年3月19日 申請(qǐng)日期2002年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月30日
發(fā)明者笠原正義, 工藤正道, 渡部泰則, 森田朋岳, 石黑芳朗 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社