半导体抛光晶片平滑度的控制方法和设备技术

一种设备，用于通过直接测定垫板来确定大体上圆形抛光垫板的平滑度以供保持垫板平滑度和在抛光机抛光垫板上抛光的物件表面的平滑度之用，此设备包括测定装置；机架，安装着能够在沿着抛光垫板的许多位置处测定抛光垫板上表面与参照平面之间的距离的测定装置。此设备还包括控制器，用于控制测定装置。控制装置设计得可以指示是否垫板的平滑度脱出预定的技术要求。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体抛光晶片平滑度的控制。更为具体地说，本专利技术涉及通过直接测定抛光垫板来确定抛光垫板平滑度以保持在垫板上抛光的半导体晶片表面的平滑度。通常的半导体晶片成形加工过程的最终步骤是在半导体晶片一面上产生一个高度反射的、无损伤的和平滑的表面。半导体晶片必须抛光得特别平滑以备以电子束印刷或光学印刷工艺在晶片上印制电路。为了保持可以细至1微米或更小的线条的清晰度，有待在上面印制电路的晶片表面的平滑度是至关重要的。半导体晶片的抛光是用机械化学工艺来实现的，其中旋转的抛光垫板用抛光软膏研磨晶片。在通常的半导体晶片抛光机中，晶片的表面用蜡粘接而平贴于抛光座。晶片和抛光座的组合然后由抛光臂杆以强力压靠旋转的抛光垫板的抛光表面(亦即垫板的上表面面积中接触和抛光晶片的那一部分)。此抛光臂杆也可使晶片随着垫板在它下面旋转而以摆动方式从一边到一边地在抛光垫板上面移动。刚硬的抛光座可提供一个参照平面，相对于它，晶片的抛光表面通过抛光被成形加工为基本上平行的、平滑的平面。结果，晶片的对置两表面是彼此平行的。一般粗糙的抛光机垫板是由用聚氨基甲酸乙酯树脂浸渍过的聚酯纤维制成的。垫板结构在纤维用树脂浸渍以后仍然是充分多孔的，以便在晶片下面携带软膏。垫板可以具有一个中心孔口，以致垫板具有环形形状。软膏一般是由特细颗粒在含水介质中的胶体悬浮液连同可稳定胶体的各种添加剂一起组成的。其他一些添加剂也可以用来增加软膏的化学反应性，以便增加抛光速率。抛光垫板必须始终是充分平滑的，以便产生具有平滑的抛光表面的晶片。不过，在许多抛光循环以后，抛光垫板上的热量和压力会导致垫板在其环形内外边沿范围之间的中心环形区域成为压扁的，以致它薄于内外边沿范围。因而，垫板抛光表面的横截面轮廓成为凹下的。由凹下形横截面的垫板到抛光出来的晶片，在成形加工之后，带有比较凸出而不是平滑的抛光表面。于是，抛光垫板必须通过磨掉内外边沿范围来重新成形加工而把垫板的内外边沿范围降低到中心区域的水平。当前，用于控制被抛光的半导体晶片平滑度的各种技术依赖于它们被抛光之后取自半导体晶片的测定结果。然后依据从半导体晶片获取的测定数据作出对抛光垫板的调节，因为抛光垫板的平滑度直接相关于已抛光的半导体晶片的形状。这种类型的测定系统的问题是，由超出合格平滑度允差的抛光垫板所抛光的半导体晶片在测定半导体晶片与校正抛光垫板之间的延搁时间期间会造成生产延误和产量损失。本专利技术的若干目的之中可以指出提供用于直接测定抛光垫板形状的设备和方法；提供可提高半导体晶片产量的设备和方法；提供可提高晶片生产率的设备和方法；以及提供使用简单而具有成本效益的设备和方法。本专利技术的设备通过直接测定垫板来确定大体上圆形抛光垫板的平滑度以供保持垫板平滑度和在抛光机抛光垫板上抛光的物件表面的平滑度之用。一般，此设备包括测定装置和安装着测定装置并制作得伸展在至少一部分抛光垫板上方的机架。测定装置能够在沿着所述抛光垫板部分的许多位置处测定抛光垫板上表面与参照平面之间的距离。此设备还包括控制装置，用于控制测定装置以从事在许多位置处的测定。控制装置设计得可以指示是否垫板部分的平滑度脱出预定的技术要求。在本专利技术的另一方面中，一种用于通过直接测定垫板来确定大体上圆形抛光垫板平滑度以供保持在抛光垫板上抛光的物件表面的平滑度之用的方法包括通过直接测定抛光垫板来确定抛光垫板平滑度和如果抛光垫板平滑度脱出技术要求限度则成形加工此垫板等步骤。其他各项目的和特点将部分是显见的和部分在此后指出。附图说明图1是一种设备的前视主面图，此设备用于测定装在抛光台上的抛光垫板的平滑度；图2是图1中设备的右侧视主面图，一些部分破除以显示细节；图3是图1中设备的后视主面图4是图1中设备的顶视平面图；图5是图1中设备的框图；图6是测定装置第二实施例的前视主面图，图示此装置装在抛光台上的抛光垫板上面；图7是图6中设备的框图。对应的各部分，在所有的几幅图纸上的视图中，由对应的参照编号标示。现在参看图纸，首先是图1至4，一种用于确定抛光垫板平滑度的设备整体上以10指明。抛光垫板12用来抛光晶片抛光机16(图6)上的半导体晶片14，其方式是本
中一般熟练人员所熟知的。在抛光垫板12上抛光的半导体14的平滑度直接相关于抛光垫板的平滑度，因而，通过把抛光垫板表面保持在合格的各平滑度参数之内，在垫板上抛光的半导体晶片将保留在合格的各平滑度限度之内。抛光垫板12装设在陶瓷台18上，半导体晶片放置在它上面以供抛光。半导体晶片抛光机16的简化视图示于图6之中。虽然图6表明本专利技术的第二实施例，但是抛光机16的结构对于两项实施例来说是一样的。抛光机16包括支承抛光垫板12的陶瓷台18和抛光臂杆20，此臂杆用于装放卡持着携带晶片的抛光座22的卡盘21，并当垫板在晶片下面旋转时强使晶片14贴靠抛光垫板。一般，向垫板施用软膏以便易于抛光。设备10包括机架和测定装置，整体上分别以24和26指明。测定装置能够测定抛光垫板12的上表面27与在图2和3上以P1指明的任意参照平面之间的距离。传送机构28支承测定装置26，使之大体上在参照平面P1内沿机架24长度方向移动经过至少一部分抛光垫板12。传送机械28和测定装置行经抛光垫板12以测定许多位置处的从垫板表面27到参照平面P1的距离，从而指示垫板的平滑度。机架24包括陶瓷底座30，直接安置在抛光垫板12上方。底座30还用作测定装置26的参照表面，测定装置26在下面将作进一步的讨论。在此第一实施例中，底座30最好是尺寸定得具有的长度稍微大于抛光垫板12的直径。比如，具有长度24英寸、宽度4.25英寸和高度0.625英寸的底座30可以与具有直径21.5英寸的抛光垫板12一起使用。为了精确地测定抛光垫板上表面27，底座30在其下表面32上具有不大于0.0005英寸的表面平滑度，此下表面32与抛光垫板12相接触，而在其上表面27上不大于0.000012英寸，在此上表面上装有机架24。底座30在每一端上包括四个安装孔，用于容放把机架24连接于底座30的各个螺栓38。可以想见，设备能够在带底座地予以使用而仍然归于本专利技术的范畴之内。参看图1，机架24还包括装在底座30对置两端上的两个端部支座40。每一端部支座40具有一大体上矩形的部分42，用于支承传送机构38，和一安装基座44，包括四个孔眼46，用于容放把端部支座40固接于底座30的各个螺栓38。各端部支座40可以比如具有2.62英寸的高度和3.93英寸的宽度。传送机构28包括托架48和滚球丝杠总成50。滚球丝杠总成的每一端由一装在每一端部支座40上的向心止推轴承52(图2)档持。如图2中所示，传送机构28还包括由一腹板58连接起来的两根直杆56。端部支座40具有一上部60和一具有两个孔口64、66的下部62，两个孔口对正于穿过托架48的两个相应孔口(未画出)而用于分别容放滚球丝杠51以及两根直杆56和腹板58。第一孔口64装有用于支承滚球丝杠的各轴承52。第二孔口66加工成形为适于容放两根直杆56，用于滑动接触滑动件上的托架48，以便为托架和测定装置26提供支承。托架48包括凸缘70，用于把测定装置26连接于托架。托架48的凸缘70可以比如具有3英寸的宽度和3英寸的长度。上述系统的滚本文档来自技高网...

【技术保护点】
设备（１０），用于通过直接测定垫板来确定大体上圆形抛光垫板（１２）的平滑度以供保持垫板平滑度和在抛光机（１６）抛光垫板上抛光的物件（１４）表面的平滑度之用，此设备包括测定装置（２６）；机架（２４），安装着测定装置并制作得可以伸展在至少一部分抛光垫板上方，测定装置能够在沿着所述抛光垫板部分的许多位置处测定抛光垫板上表面（２７）与参照平面（Ｐ１）之间的距离；控制装置（１０２），用于控制测定装置以从事在所述许多位置处的测定，所述控制装置设计得可以指示是否所述抛光垫板部分的平滑度脱出预定的技术要求。

【技术特征摘要】
JP 1996-8-9 6894321.设备(10)，用于通过直接测定垫板来确定大体上圆形抛光垫板(12)的平滑度以供保持垫板平滑度和在抛光机(16)抛光垫板上抛光的物件(14)表面的平滑度之用，此设备包括测定装置(26)；机架(24)，安装着测定装置并制作得可以伸展在至少一部分抛光垫板上方，测定装置能够在沿着所述抛光垫板部分的许多位置处测定抛光垫板上表面(27)与参照平面(P1)之间的距离；控制装置(102)，用于控制测定装置以从事在所述许多位置处的测定，所述控制装置设计得可以指示是否所述抛光垫板部分的平滑度脱出预定的技术要求。2.如权利要求1所述的设备，与适于安装在抛光机上的自动垫板成形加工装置(106)相结合，所述控制装置设计得可以在测出的抛光垫板部分的平滑度脱出技术要求时启动自动垫板成形加工装置。3.如权利要求1所述的设备，与抛光机与自动垫板成形加工装置相结合，此设备装在抛光机上，用于把测定装置设置在所述抛光垫板部分上方，并且还与装在抛光机上的自动垫板定址装置相结合，所述控制装置设计得可以在测出的抛光垫板部分的平滑度脱出技术要求时启动自动垫板成形加工装置。4.如权利要求2或3所述的设备，其中此设备装在抛光机上，以便相对于抛光机在使用位置与收存位置之间移动。5.如权利要求1、2或3所述的设备，还包括传送机构，装在机架上并支承测定装置，用于大致上在参照平面内沿着机架长度方向在所述抛光垫板部分上方移动，所述控制装置设计得可以启动传送机构在所述垫板部分上方移动测定装置，并操纵测定装置在测定装置移动于所述垫板上方时测定从垫板到参照平面的距离，从而指出所述垫板部分的平滑度。6.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：安科H德赛，特洛伊W阿德科克，迈克尔S维斯涅斯基，小哈罗德E霍尔，
申请(专利权)人：MEMC电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]