專利名稱：局部膜片攜載頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程，尤其關(guān)于使用于化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程的局部膜片的攜載頭。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造中，經(jīng)常執(zhí)行平坦化的操作，其可包含晶片拋光，擦凈及清潔等步驟。通常，集成電路器件是多層結(jié)構(gòu)的形式。在基片層面，具有擴(kuò)散區(qū)域的晶體管器件被形成。在接下來(lái)的層中，互連的金屬化線被圖案化且電連接至晶體管器件以得到想要的功能的器件。圖案化的傳導(dǎo)層是借由介電材料，例如二氧化錫，與其他傳導(dǎo)層絕緣。
隨著更多的金屬化層及相關(guān)的介電層被形成，平坦化介電材料的需求也隨之增加。若無(wú)平坦化，則因表面形狀的較大的變化而導(dǎo)致額外的金屬化層的制造更加困難。在其他的應(yīng)用中，金屬化線圖案是在介電材料中形成，且接著金屬平坦化操作被執(zhí)行以移除多余的金屬。更進(jìn)一步的應(yīng)用包含平坦化在金屬化過(guò)程之前沉積的介電薄膜，例如用于淺溝絕緣或多金屬絕緣的介電質(zhì)。用于實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體晶片平坦化之一的方法為化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)過(guò)程。
通常，該化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程包含保持和研磨通常為在控制的壓力和相對(duì)的速度下相對(duì)于一移動(dòng)的拋光墊旋轉(zhuǎn)的晶片?；瘜W(xué)機(jī)械平坦化系統(tǒng)通常使用軌道，皮帶或刷子工作站，在其中拋光墊或刷子被用于擦亮、擦凈和拋光晶片之一面或兩面。液漿被用于促進(jìn)和增強(qiáng)化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程。在化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程中，液漿通常被導(dǎo)入和散布在移動(dòng)的預(yù)備表面上和半導(dǎo)體晶片的被擦凈、拋光或由CMP過(guò)程的預(yù)備表面上。此散布動(dòng)作通常借由預(yù)備表面的移動(dòng)、半導(dǎo)體晶片的移動(dòng)和半導(dǎo)體晶片與預(yù)備表面間產(chǎn)生的摩擦力的組合而實(shí)現(xiàn)。


圖1A是顯示已知的臺(tái)式化學(xué)機(jī)械平坦化設(shè)備50。該已知的化學(xué)機(jī)械平坦化設(shè)備50包含一攜載頭52，保持一晶片54，且固定于一轉(zhuǎn)移手臂64上。此外，該臺(tái)式化學(xué)機(jī)械平坦化設(shè)備50包含一拋光墊56，其是配置于拋光臺(tái)58(通常被稱做拋光平臺(tái))的上方。
在運(yùn)作上，攜載頭52施加朝下的力至接觸拋光墊56的晶片54上。拋光臺(tái)58提供反作用力，抵抗攜載頭52施加的朝下的力。拋光墊56與液漿一起使用以拋光晶片54。通常，拋光墊56包含泡沫狀的聚氨酯或具有溝槽狀表面的聚氨酯片。該拋光墊56被具有研磨料及其他拋光化學(xué)物質(zhì)的拋光液漿沾濕。此外，拋光臺(tái)58圍繞著其中心軸60旋轉(zhuǎn)，且攜載頭52圍繞著中心軸62旋轉(zhuǎn)。再者，拋光頭可借由轉(zhuǎn)移手臂64橫跨拋光墊56表面移動(dòng)。除了前述的臺(tái)式化學(xué)機(jī)械平坦化設(shè)備50之外，直線帶式化學(xué)機(jī)械平坦化系統(tǒng)也常用于執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程。
圖1B顯示已知的直線式晶片拋光設(shè)備100的側(cè)視圖。該晶片拋光設(shè)備100包含一攜載頭108，其在處理過(guò)程中保持一晶片104。拋光墊102環(huán)繞著滾筒112形成一連續(xù)環(huán)，且通常以約每分鐘400英尺的速度朝方向106移動(dòng)，然而，此速度可隨特定的CMP操作而改變。隨著拋光墊102移動(dòng)，攜載頭108旋轉(zhuǎn)且將晶片104下移至拋光墊102的上表面，施加所需的拋光壓力于其上。
一承載臺(tái)板歧管組件110在拋光過(guò)程中支持拋光墊102。該承載臺(tái)板歧管組件110可使用任何形式的支撐，例如液態(tài)或氣態(tài)支撐。該承載臺(tái)板歧管組件110是被一臺(tái)板周圍板116支持并定位。來(lái)自于氣體源114的氣壓經(jīng)由承載臺(tái)板歧管組件110通過(guò)復(fù)數(shù)獨(dú)立控制的輸出孔輸入且提供朝上的力至拋光墊102上以控制拋光墊輪廓。
有效率的CMP過(guò)程具有高拋光速率且產(chǎn)生精細(xì)(即無(wú)小尺寸的粗糙度)且平坦(即無(wú)大尺寸的起伏)的基片表面。該拋光速率、精細(xì)度和平坦度是由拋光墊和液漿的組合、基片和拋光墊之間相對(duì)速度及將基片壓至拋光墊的壓力來(lái)決定。
拋光塑料依賴于將基片壓至拋光墊的壓力。具體說(shuō)，壓力越大，拋光速率越高。若攜載頭施加不均勻的負(fù)載，亦即攜載頭在一個(gè)基片區(qū)域施加的壓力低于在另一個(gè)區(qū)域施加的壓力，則壓力低的區(qū)域的拋光速率慢于壓力高的區(qū)域的拋光速率。因此，不均勻的負(fù)載可引起不均勻的基片拋光。
圖2例示一已知的攜載頭108，其包含一不銹鋼板(未圖示)，不銹鋼板被一用于在拋光時(shí)將晶片固定的保持環(huán)200圍繞。覆蓋該不銹鋼板且位于保持環(huán)200內(nèi)者是一攜載薄膜202。此外，真空孔204是位于不銹鋼板內(nèi)和攜載薄膜202內(nèi)的對(duì)應(yīng)位置。
攜載薄膜202是設(shè)計(jì)用于吸收晶片拋光時(shí)的壓力以防止熱壓力斑點(diǎn)在晶片表面上形成。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“熱壓力斑點(diǎn)”表示晶片表面上其中因增加的向下壓力導(dǎo)致該區(qū)域具有較高的移除率的晶片表面區(qū)域。因此，熱壓力斑點(diǎn)可在CMP過(guò)程中造成不均勻的問(wèn)題，此問(wèn)題通常可借由使用攜載薄膜202而消除。
在晶片過(guò)程中，晶片必需在工作站間運(yùn)送。為了易于晶片運(yùn)送，攜載頭108包含真空孔204，使攜載頭108可以拾起和放下晶片。例如，在完成一拋光操作之后，攜載頭108將晶片從拋光帶的表面移至晶片制造程序的下一個(gè)工作站。然而，晶片常?！罢吃凇睊伖鈳?。即，拋光帶表面的聚氨酯與液漿的結(jié)合常常導(dǎo)致晶片粘附在拋光帶的表面上。為了去除此種粘附，攜載頭108經(jīng)由真空孔204施加真空至晶片的背面，使得攜載頭108可以將晶片從拋光帶的表面提起。在將晶片運(yùn)送至下一個(gè)制造站之后，攜載頭108經(jīng)由真空孔204施加正氣流以將晶片從攜載頭108的攜載薄膜202上釋放。
不幸地，攜載頭108的真空孔204造成晶片表面上低的移除速率區(qū)域，導(dǎo)致不均勻誤差。圖3顯示一使用已知的攜載頭進(jìn)行CMP操作得到的示例性的晶片104。在CMP過(guò)程中在攜載頭上的攜載薄膜是濕的。然而，當(dāng)真空經(jīng)由攜載頭的真空孔施加時(shí)，該真空易于將真空孔附近的攜載薄膜變干，使得真空孔的區(qū)域的攜載薄膜變得較軟。此外，在真空孔的區(qū)域并無(wú)直接的晶片支持。因此，由于干的攜載薄膜和缺乏在真空孔的區(qū)域的直接的晶片支持，低移除速率“真空孔”區(qū)域300在晶片104的表面上產(chǎn)生。引起的不均勻可對(duì)晶片上形成的器件產(chǎn)生強(qiáng)烈的不良影響，常常導(dǎo)致整片晶片報(bào)廢。此外，已知的攜載頭的真空孔容許真空啟動(dòng)時(shí)將液漿吸入。這些液漿常會(huì)進(jìn)入工具的內(nèi)部產(chǎn)生不良影響。
攜載頭被開(kāi)發(fā)成試圖去免除晶片的表面上的低移除速率真空孔區(qū)域。例如，一已知的攜載頭使用一可膨脹的氣囊，置于不銹鋼板處以在CMP過(guò)程中將向下的力傳送至晶片背面。然而，此可膨脹的氣囊需要一漂浮的保持環(huán)使得CMP過(guò)程復(fù)雜化。此外，該漂浮的保持環(huán)常常導(dǎo)致不良的邊緣效應(yīng)，其中晶片的邊緣處的移除速率與晶片的其他部分比較非常地高。
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區(qū)域的攜載頭。該攜載頭應(yīng)可應(yīng)用于各種形式的CMP系統(tǒng)上，且不需要過(guò)度的實(shí)驗(yàn)和工程得以實(shí)現(xiàn)。特別是，該攜載頭不應(yīng)需要極復(fù)雜的系統(tǒng)，例如一漂浮的保持環(huán)，且應(yīng)在CMP過(guò)程中提供一均勻的晶片表面。

發(fā)明內(nèi)容
廣言之，本發(fā)明借由提供一局部膜片攜載頭，可免除在晶片的表面上的低移除速率真空孔區(qū)域，來(lái)滿足此等需求。本發(fā)明的實(shí)施例將攜載頭上復(fù)數(shù)真空孔以一較大的中心真空孔來(lái)取代。在拋光的過(guò)程中，一氣囊或膜片在中心真空孔處膨脹使得在真空孔區(qū)域的壓力在基板上相等于拋光壓力。
例如，在一實(shí)施例中，該攜載頭包含一金屬板，具有在中心區(qū)域形成的開(kāi)口。該金屬板具有一在CMP過(guò)程中面對(duì)晶片的背面的晶片側(cè)，和一非晶片側(cè)。位于金屬板的非晶片側(cè)上方，且位于在金屬板的開(kāi)口上方是一氣囊。為了在拋光時(shí)達(dá)到均勻性，一基本上相等于CMP過(guò)程中使用的拋光壓力的膨脹壓力被施加于氣囊上。該攜載頭尚可包含一攜載薄膜，其位于金屬板的晶片側(cè)上。該攜載薄膜在CMP操作時(shí)是配置于金屬板與晶片的背面間。在此方面，該金屬板和該氣囊可提供實(shí)質(zhì)上均勻的力至攜載頭上。為了易于運(yùn)送晶片，可在金屬板的開(kāi)口處施加真空以將晶片吸附在攜載頭上。該氣囊可在真空施加于金屬板的開(kāi)口時(shí)泄氣。此外，為了將晶片從攜載頭釋放，氣囊可被充氣使得其伸出金屬板的開(kāi)口。
尚有一使用于CMP過(guò)程的攜載頭在本發(fā)明的另一實(shí)施例中公開(kāi)。該攜載頭包含一金屬板，具有一在中央處形成的開(kāi)口。如前所述，該金屬板具有一晶片側(cè)，在CMP過(guò)程中其面對(duì)晶片的背面，和一非晶片側(cè)。位于金屬板的非晶片側(cè)上方，且位于在金屬板的開(kāi)口上方是一膜片。為了便于在拋光時(shí)達(dá)到均勻性，一基本上等于CMP過(guò)程中使用的拋光壓力的壓力被施加于膜片上。如前所述，該攜載頭尚可包含一攜載薄膜，其位于金屬板的晶片側(cè)上。該攜載薄膜在CMP操作時(shí)是配置于金屬板與晶片的背面間。在此方面，該金屬板和該膜片可提供基本上均勻的力至攜載薄膜上。為了易于運(yùn)送晶片，可在金屬板的開(kāi)口處施加真空以將晶片吸附在攜載頭上。為了將晶片從攜載頭釋放，可將一釋放壓力施加至膜片上，使得該膜片伸出金屬板的開(kāi)口。
本發(fā)明尚包含一實(shí)施例，公開(kāi)了用于在CMP過(guò)程中拋光晶片的方法。該方法包含將一晶片置于一攜載頭上，該攜載頭包含一金屬板，金屬板具有在中心形成的一開(kāi)口，和一氣囊，該氣囊位于金屬板中的開(kāi)口上方。該氣囊是位于金屬板上與晶片所在側(cè)相反的另一側(cè)上。該晶片是以攜載頭施加一特定的拋光壓力而置于一拋光表面上。此外，該氣囊是膨脹至一基本上等于拋光壓力的壓力，且晶片的表面被拋光。如前所述，一攜載薄膜可置于金屬板與晶片的背面間，使得該金屬板和該氣囊可提供基本上均勻的力至攜載薄膜上。此外，為了易于運(yùn)送晶片，可在金屬板的開(kāi)口處施加真空以將晶片吸附在攜載頭上。為了將晶片從攜載頭釋放，可將氣囊膨脹使得該氣囊伸出金屬板的開(kāi)口以從攜載頭釋放晶片。
本發(fā)明的實(shí)施例可有力地用于拋光晶片但不產(chǎn)生晶片表面的低移除速率真空孔區(qū)域。特別是，由于復(fù)數(shù)真空孔被省去，低移除速率真空孔區(qū)域不會(huì)在晶片表面上那些區(qū)域中產(chǎn)生。此外，該氣囊和膜片在拋光時(shí)提供壓力至位于中心的真空孔區(qū)域。因此，可避免一低移除速率真空孔區(qū)域在中心真空孔區(qū)域的晶片表面上產(chǎn)生。本發(fā)明的其他方面及優(yōu)點(diǎn)將借由后述的說(shuō)明而更加了解，這些說(shuō)明結(jié)合附圖示出了本發(fā)明原理的例子。
具體實(shí)施例方式
圖1A示出已知的臺(tái)式化學(xué)機(jī)械平坦化設(shè)備；圖1B示出已知的直線式晶片拋光設(shè)備的側(cè)視圖；圖2例示一已知的攜載頭；圖3示出一使用已知的攜載頭的CMP過(guò)程產(chǎn)生的例示性的晶片；圖4示出依照本發(fā)明的一實(shí)施例的局部膜片攜載頭的底視圖；圖5示出依照本發(fā)明的一實(shí)施例的局部膜片攜載頭的側(cè)視圖；圖6示出依照本發(fā)明的一實(shí)施例的于晶片運(yùn)送過(guò)程中的局部膜片攜載頭的側(cè)視圖；圖7示出依照本發(fā)明的一實(shí)施例的使用膜片的局部膜片攜載頭的側(cè)視圖；和圖8是顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的于晶片運(yùn)送過(guò)程中的使用膜片的局部膜片攜載頭的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開(kāi)一局部膜片的攜載頭，可避免在晶片表面上產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域。通常，本發(fā)明的實(shí)施例的局部膜片攜載頭以一較大的中心真空孔取代位于攜載頭上的復(fù)數(shù)真空孔。在拋光過(guò)程中，一氣囊或膜片在中心真空孔區(qū)域被充氣使得在真空孔區(qū)域的壓力在基本上相等于拋光壓力，即經(jīng)由攜載頭傳送至晶片上的向下的力。在后文中，種種特定的細(xì)節(jié)是為了促進(jìn)對(duì)本發(fā)明的了解。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員不需部分或所有此等細(xì)節(jié)也可實(shí)施本發(fā)明。另外，廣為人知的過(guò)程步驟不加以詳述以免產(chǎn)生不必要的混淆。
圖4顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的局部膜片攜載頭400的底視圖。該攜載頭400包含一不銹鋼板402，被在拋光時(shí)將晶片固定在定位的保持環(huán)404環(huán)繞。在實(shí)際拋光時(shí)，一攜載薄膜(未圖示)是置于不銹鋼板的晶片側(cè)的上方，特別是，位于不銹鋼板402與晶片的背面間。該攜載薄膜是設(shè)計(jì)成吸收晶片拋光時(shí)的壓力，因此防止在晶片表面產(chǎn)生熱壓力斑點(diǎn)。如前所述，熱壓力斑點(diǎn)可造成CMP過(guò)程中不均勻的問(wèn)題，其通?？山栌墒褂脭y載薄膜而免除。
一開(kāi)口406在不銹鋼板的中心位置形成，在其上置有一氣囊408。本發(fā)明的實(shí)施例將攜載頭的復(fù)數(shù)真空孔以較大的中心真空孔406取代。在拋光過(guò)程中，氣囊408在中心真空孔406區(qū)域中被充氣使得在真空孔區(qū)域的壓力在基本上等于拋光壓力，即經(jīng)由攜載頭傳送至晶片的向下力。以此法，該金屬板和氣囊提供一實(shí)質(zhì)上均勻的力至攜載薄膜。通常，對(duì)于一300mm的晶片，中心真空孔406的直徑范圍可為1英寸至3英寸。
雖然攜載頭400被描述成使用不銹鋼板，但應(yīng)了解其可使用任何可以傳送力至晶片的材料制作。例如，其他的金屬、塑料或任何其他可使用于CMP過(guò)程的攜載頭中的材料。同理，氣囊408可由任何可以撓曲和施加壓力至晶片的背面的材料組成。例如，該氣囊可由橡膠、聚氨酯或任何其他可屈曲以經(jīng)由不銹鋼板402中的開(kāi)口406施加壓力的材料制成。
在一實(shí)施例中，保持環(huán)404是一固定的保持環(huán)，在CMP過(guò)程并不會(huì)移動(dòng)。然而，本發(fā)明的實(shí)施例可使用任何形式的可在CMP過(guò)程中固定晶片至定位的保持環(huán)。例如，該保持環(huán)可在晶片拋光過(guò)程中活動(dòng)以調(diào)整拋光帶的形狀。
圖5是顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的局部膜片攜載頭的側(cè)視圖。如前所述，攜載頭400包含一不銹鋼板402，其被在拋光過(guò)程中固定一晶片502的保持環(huán)404環(huán)繞。此外，攜載薄膜500是置于不銹鋼板402的晶片側(cè)上。特別是，攜載薄膜500是位于不銹鋼板402與晶片502的背面間。
開(kāi)口406是在不銹鋼板402的中心位置形成，在其上是一氣囊408。在一實(shí)施例中，氣囊408是置于真空腔室506內(nèi)，其可在晶片502運(yùn)送時(shí)提供全部或動(dòng)態(tài)真空環(huán)境，在后文中將加以詳述。如前所述，本發(fā)明的實(shí)施例將攜載頭上的復(fù)數(shù)真空孔以較大的中心真空孔406取代。在拋光時(shí)，氣囊408被在中心真空孔406的區(qū)域充氣使得在真空孔的區(qū)域的壓力是基本上等于拋光壓力。
特別是，在晶片拋光時(shí)，攜載頭400將晶片502施加至拋光帶504的表面上。雖然本發(fā)明以一直線式CMP系統(tǒng)來(lái)說(shuō)明，應(yīng)了解本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用在臺(tái)式CMP系統(tǒng)中。為了產(chǎn)生均勻的向下力至晶片502的背面，氣囊408在CMP過(guò)程中被充氣至基本上等于拋光壓力的壓力。以此法，由于氣囊408提供的壓力，經(jīng)由攜載薄膜500傳送至晶片502的力基本上在不銹鋼板402表面上是均勻的，包含中心真空孔406的區(qū)域。
除了在CMP過(guò)程中提升晶片502的表面均勻性，本發(fā)明的實(shí)施例尚可簡(jiǎn)化晶片502的運(yùn)送。圖6是顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的于晶片運(yùn)送過(guò)程中的局部膜片攜載頭400的側(cè)視圖。如前所述，攜載頭400包含一不銹鋼板402，其被在拋光過(guò)程中固定一晶片502的保持環(huán)404環(huán)繞。此外，攜載薄膜500是置于不銹鋼板402的晶片側(cè)上，位于不銹鋼板402與晶片502的背面間。
中心真空孔406容許攜載頭400拾起和放下晶片502。如前所述，在晶片制作過(guò)程中，完成拋光之后攜載頭400通常將晶片502從拋光帶504的表面運(yùn)送至下一工作站。然而，晶片常?！罢吃凇睊伖鈳?04上。即，拋光帶表面的聚氨酯與液漿的結(jié)合常常導(dǎo)致晶片502粘附在拋光帶504的表面上。為了去除此種粘附，攜載頭400經(jīng)由中心真空孔406施加真空至晶片的背面，使得攜載頭400可以將晶片502從拋光帶504的表面提起。
特別是，在提起晶片502時(shí)，氣囊408被泄氣且在真空腔室506產(chǎn)生真空。氣囊408可被完全泄氣或部分泄氣，其是依照系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者和系統(tǒng)操作者的需求而定。通常，氣囊408應(yīng)被泄氣至可讓真空腔室506的真空傳送至攜載薄膜500上。由于攜載薄膜500的多孔本質(zhì)，真空經(jīng)由中心真空孔406和攜載薄膜500傳送至晶片502的背面。以此法，因真空產(chǎn)生的晶片502至攜載頭400的粘附力克服晶片502與拋光帶504間的粘著力，因此使得攜載頭400可提起晶片502。
通常，真空可在晶片502從拋光帶504表面上移開(kāi)后馬上解除，原因在于晶片502在運(yùn)送過(guò)程中通常粘附在濕的攜載薄膜500上。因此，真空腔室506可以只產(chǎn)生動(dòng)態(tài)真空的方式來(lái)實(shí)行，在一特定的時(shí)間周期后就解除真空。應(yīng)注意真空與攜載薄膜500的組合除了將晶片502從拋光帶504的表面提起之外，可用于將晶片502從任何表面提起。
在將晶片502運(yùn)送至其目的地后，氣囊408被充氣使得氣囊408伸出中心真空孔406。該伸出的氣囊408使攜載薄膜500凸起，而將晶片502從攜載頭400上釋放。應(yīng)注意其他本發(fā)明的實(shí)施例可借由通過(guò)真空孔406施加正氣流而將晶片502從攜載頭400上釋放。
使用前述的攜載頭400，本發(fā)明的實(shí)施例可不在晶片表面上產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域的情況下拋光晶片。特別是，由于復(fù)數(shù)真空孔被省去，不會(huì)在這些地方產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域。此外，氣囊408在拋光時(shí)在中心真空孔406的區(qū)域提供壓力。因此可避免在晶片表面上中心真空孔406區(qū)域產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域。除了使用氣囊408以在拋光過(guò)程中提供壓力至中心真空孔406，本發(fā)明的實(shí)施例也可使用一膜片。
圖7是顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的使用一膜片的局部膜片攜載頭700的側(cè)視圖。該攜載頭700包含一不銹鋼板402，其被在拋光過(guò)程中固定一晶片502的保持環(huán)404環(huán)繞。此外，攜載薄膜500是置于不銹鋼板402的晶片側(cè)上。特別是，攜載薄膜500是位于不銹鋼板402與晶片502的背面間。
如前所述，開(kāi)口406是在不銹鋼板402的中心位置形成，在其上放置膜片702。相似于圖6，圖7的膜片702是置于真空腔室506內(nèi)，其可在晶片502運(yùn)送時(shí)提供全部或動(dòng)態(tài)真空環(huán)境。如前所述，本發(fā)明的實(shí)施例將攜載頭上的復(fù)數(shù)真空孔以較大的中心真空孔406取代。在拋光時(shí)，壓力在中心真空孔406的區(qū)域被施加至膜片702使得在真空孔的區(qū)域的壓力基本上等于拋光壓力。
如前所述，在晶片拋光時(shí)，攜載頭400將晶片502施加至拋光帶504的表面上。為了產(chǎn)生均勻的向下力至晶片502的背面，基本上等于在CMP過(guò)程中使用的拋光壓力的壓力被施加至膜片702。以此法，由于膜片702提供的壓力，經(jīng)由攜載薄膜500傳送至晶片502的力基本上在不銹鋼板402的表面上是均勻的，包含中心真空孔406的區(qū)域。
圖8是顯示依照本發(fā)明的一實(shí)施例的于晶片運(yùn)送過(guò)程中的局部膜片的攜載頭700的側(cè)視圖。如前所述，攜載頭700包含一不銹鋼板402，其被在拋光過(guò)程中固定一晶片502的保持環(huán)404環(huán)繞。此外，攜載薄膜500是置于不銹鋼板402的晶片側(cè)上，位于不銹鋼板402與晶片502的背面間。
中心真空孔406容許攜載頭700拾起和放下晶片502。如前所述，晶片常常“粘在”拋光帶504上。即，拋光帶表面的聚氨酯與液漿的結(jié)合常常導(dǎo)致晶片502粘附在拋光帶504的表面上。為了去除此種粘附，攜載頭700經(jīng)由中心真空孔406施加真空至晶片的背面，使得攜載頭700可以將晶片502從拋光帶504的表面提起。
特別是，在提起晶片502時(shí)，在真空腔室506產(chǎn)生真空。在真空腔室506內(nèi)的真空將膜片702拉離攜載薄膜500和晶片502的背面。如此，真空腔室506的真空可傳送至攜載薄膜500上。由于攜載薄膜500的多孔本質(zhì)，真空經(jīng)由中心真空孔406和攜載薄膜500傳送至晶片502的背面。以此法，因真空產(chǎn)生的晶片502至攜載頭700的粘附力克服晶片502與拋光帶504間的粘著力，因此使得攜載頭700可提起晶片502。
如前文中結(jié)合圖6所述，真空通常可在晶片502從拋光帶504表面上移開(kāi)后馬上解除，原因在于晶片502在運(yùn)送過(guò)程中通常粘附在濕的攜載薄膜500上。因此，真空腔室506可以只產(chǎn)生動(dòng)態(tài)真空的方式來(lái)實(shí)行，在一特定的時(shí)間周期后就解除真空。
在將晶片502運(yùn)送至其目的地后，攜載頭400施加壓力至膜片702使得膜片702伸出中心真空孔406。該伸出的膜片702使攜載薄膜500凸起，而將晶片502從攜載頭400上釋放。如前所述，本發(fā)明的實(shí)施例也可借由通過(guò)中心真空孔406施加正氣流而將晶片502從攜載頭400上釋放。。
使用前述的結(jié)合圖5和6說(shuō)明的使用氣囊的實(shí)施例，由于復(fù)數(shù)真空孔被省去，不會(huì)在這些地方產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域。此外，膜片702在拋光時(shí)在中心真空孔406的區(qū)域提供壓力。因此可避免在晶片表面上中心真空孔406區(qū)域產(chǎn)生低移除速率真空孔區(qū)域。
在以上詳細(xì)說(shuō)明中所提出的具體的實(shí)施方式或?qū)嵤├齼H為了易于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，本發(fā)明并非狹義地限制于該實(shí)施例，在不超出本發(fā)明的精神和以下的申請(qǐng)專利范圍的情況，可作種種變化實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)過(guò)程的攜載頭，包含金屬板，具有在中心位置形成的開(kāi)口，該金屬板具有一晶片側(cè)和一非晶片側(cè)，該晶片側(cè)在CMP過(guò)程中面對(duì)晶片的背面；和氣囊，位于金屬板的非晶片側(cè)上方，且位于金屬板中的開(kāi)口上方，其中基本上等于CMP過(guò)程中使用的拋光壓力的膨脹壓力被施加于氣囊上。
2.如權(quán)利要求1所述的攜載頭，還包含一攜載薄膜，其位于金屬板的晶片側(cè)上，其中該攜載薄膜在CMP操作時(shí)配置于金屬板與晶片的背面間。
3.如權(quán)利要求2所述的攜載頭，其中金屬板和氣囊提供一基本上均勻的力至攜載薄膜。
4.如權(quán)利要求1所述的攜載頭，其中真空被施加至金屬板中的開(kāi)口處以將晶片吸附在攜載頭上以易于運(yùn)送晶片。
5.如權(quán)利要求4所述的攜載頭，其中該氣囊在真空施加于金屬板中的開(kāi)口時(shí)泄氣。
6.如權(quán)利要求5所述的攜載頭，其中氣囊被充氣以將晶片從攜載頭釋放。
7.如權(quán)利要求6所述的攜載頭，其中該氣囊被充氣使得其伸出金屬板的開(kāi)口以將晶片從攜載頭釋放。
8.一種用于化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)過(guò)程的攜載頭，包含金屬板，具有在中心位置形成的開(kāi)口，該金屬板具有一晶片側(cè)和一非晶片側(cè)，該晶片側(cè)在CMP過(guò)程中面對(duì)晶片的背面；和膜片，位于金屬板的非晶片側(cè)上方，且位于金屬板的開(kāi)口上方，其中基本上等于CMP過(guò)程中使用的拋光壓力的壓力被施加于膜片上。
9.如權(quán)利要求8所述的攜載頭，其中還包含一攜載膜片，其位于金屬板的晶片側(cè)上，其中該攜載膜片在CMP操作時(shí)配置于金屬板與晶片的背面間。
10.如權(quán)利要求9所述的攜載頭，其中金屬板和薄膜提供一基本上均勻的力至攜載薄膜。
11.如權(quán)利要求8所述的攜載頭，其中真空被施加至金屬板的開(kāi)口以將晶片吸附在攜載頭上以易于運(yùn)送晶片。
12.如權(quán)利要求11所述的攜載頭，其中釋放壓力被施加至該膜片以將晶片從攜載頭釋放。
13.如權(quán)利要求11所述的攜載頭，其中該釋放壓力使得該膜片伸出金屬板中的開(kāi)口以將晶片的從攜載頭釋放。
14.一種在化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)過(guò)程中拋光晶片的方法，包含下列操作將晶片置于攜載頭上，該攜載頭包含金屬板，其具有在中心位置形成的開(kāi)口；和氣囊，其位于金屬板中的開(kāi)口的上方并位于金屬板上與晶片所在的面相反的另一面上；利用該攜載頭將晶片施加至一拋光表面上，該晶片被施加一特定的拋光壓力；將該氣囊膨脹至基本上等于拋光壓力的壓力；和將晶片的表面拋光。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中還包含將攜載薄膜置于金屬板與晶片的背面間的操作。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該金屬板和該氣囊提供基本上均勻的力至攜載薄膜上。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中還包含在金屬板的開(kāi)口處施加真空以將晶片吸附在攜載頭以易于晶片運(yùn)送的操作。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中還包含在真空施加至金屬板的開(kāi)口時(shí)將氣囊泄氣的操作。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中還包含將氣囊膨脹以將晶片從攜載頭釋放的操作。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中該氣囊被充氣使得該氣囊伸出金屬板的開(kāi)口以將晶片從攜載頭釋放。
全文摘要
本發(fā)明提供一攜載頭，包含一金屬板(402)，該金屬板具有在中心位置形成的開(kāi)口(406)。該金屬板具有一晶片側(cè)，在CMP過(guò)程中該晶片側(cè)面對(duì)晶片(502)的背面；和一非晶片側(cè)。一氣囊(408)或膜片(702)位于金屬板的非晶片側(cè)上方，且位于在金屬板的開(kāi)口上方。一基本上等于拋光壓力的膨脹壓力被施加于氣囊或膜片上。為了易于運(yùn)送晶片，可在所述開(kāi)口處施加真空以將晶片吸附在攜載頭(400)上。為了釋放晶片，氣囊或膜片可被充氣使得其伸出金屬板的開(kāi)口。
文檔編號(hào)B24B37/04GK1665639SQ03815370
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2003年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月28日
發(fā)明者P·倫泰恩 申請(qǐng)人:蘭姆研究有限公司