專利名稱：裸半導體晶片的單面拋光的方法
裸半導體晶片的單面拋光的方法本發明涉及一種用于利用拋光頭對裸(非結構化的)半導體晶片進行單面拋光(CMP,化學機械拋光)的方法，該拋光頭具有由彈性材料制成的 膜，利用該膜，將拋光壓力傳遞到待拋光的半導體晶片的背面上。這種具 有膜(膜載體)的拋光頭(或載體頭)特別用于使電子元件的結構平坦化。 然而，偶爾也有將它們用于拋光裸半導體晶片的報導。US 2002/0077039 A 中可以找到這樣的實例。CMP的中心目的是實現所拋光的半導體晶片的最大 化的高的整體和局部平面度。拋光布經常設有由凹槽形成的表面結構(紋理)。所述凹槽有助于拋光 布上的拋光劑的均勻分布，從而也有助于半導體晶片的均勻拋光。US 2005/0202761 Al描述了使用設有凹槽的拋光布的CMP方法，該方法在拋光 劑的分布和消耗方面被最優化。在局部平面度方面，對裸半導體晶片的特性的要求不斷地提高，尤其 是在納米形貌波長譜中，并且為了能夠滿足這些要求，特定的努力是必需 的。由本發明申請的發明人進行的實驗已經表明結合紋理化的拋光布， 使用膜拋光頭來拋光裸半導體晶片的效果是所拋光的半導體晶片的納米形 貌不滿足要求。因此，發明人的目的是克服這種不足，并且提供一種用于 利用拋光頭對裸半導體晶片進行單面拋光的方法，該拋光頭具有由彈性材 料制成的膜，其充分滿足現代的需要。通過一種用于利用拋光頭對裸半導體晶片進行單面拋光的方法來實現 該目的，該拋光頭具有由彈性材料制成的膜，利用該膜，將拋光壓力傳遞 到待拋光的半導體晶片的背面上，其中，在供應拋光劑的同時將半導體晶 片壓靠在具有平滑表面的拋光布上，并且利用固定環(retainer ring)來 防止半導體晶片從膜上滑離，并且其中固定環面對拋光布的側表面上設有 溝槽(channel)。發明人在他們的研究過程中確定不利的納米形貌基本上可歸因于所 使用的拋光布的表面結構。拋光布設有凹槽圖案，從而實現將拋光劑供應給拋光布的整個表面，并且便于在拋光之后將半導體晶片從拋光布提起。
本發明所要求的方法排除了這樣的拋光布，從而能夠實現需要的納米 形貌。替代地，在沒有紋理，即具有平滑表面的拋光布上拋光半導體晶片， 所述平滑表面意味著沒有人為添加的例如凹槽或凹口等凹陷，也沒有人為 添加的例如皺摺或凸起等隆起的表面。僅需要拋光布的表面的那些在拋光 期間與半導體晶片接觸的區域是平滑的。
然而，使用具有平滑表面的拋光布也帶來問題，該問題可以通過使用 紋理化的拋光布來避免。拋光布中的凹槽有助于在拋光之后從拋光布提起 半導體晶片。包含在拋光布和半導體晶片之間的拋光劑確保半導體晶片牢 固地附著到拋光布上。拋光頭的膜較軟，使得在從平滑的拋光布提起拋光 頭時半導體晶片易于被傾斜并易于與膜分離。當試圖用拋光頭來將半導體 晶片從拋光布提起時，半導體晶片可因此留在拋光布上。為了避免這種情
況，在根據本發明的方法中，在拋光之后，以優選不低于30 mm/min和不 高于50 mm/min的速度從拋光布提起拋光頭。速度較高，常常會發生半導 體晶片被留在拋光布上的情況。而且，優選地，在拋光之后、提離拋光布 之前，利用拋光布中的凹槽或利用拋光板的邊緣來引導拋光頭。這同樣用 于降低半導體晶片的附著力。凹槽位于拋光布在拋光期間未被半導體晶片 覆蓋的區域中，優選位于邊緣區域中，這是由于根據本發明需要一種平滑 的拋光布來進行拋光。
另一個質量參數是霧度(haze)(微粗糙度)，該質量參數對于裸半導體 晶片的拋光來說是必須考慮的。已經發現，當將固定環用于拋光時，獲得 特別低的霧度值，其中該固定環在面對拋光布的側表面上具有溝槽。在例 如US 6,224,472 Bl中描述了合適的固定環。為了對直徑為300mm的裸半 導體晶片進行拋光，優選溝槽的數目至少為30，尤其優選至少為45，這是 由于霧度(微粗糙度)傾向于隨著溝槽數目的增大而降低。
必須保護裸半導體晶片，使其免受由金屬雜質或顆粒引起的污染。因 此，在拋光期間直接接觸半導體晶片的拋光頭的膜必須由合適的材料構成。 所述拋光頭的膜應該盡可能不釋放金屬并且具有可能的最低的摩擦系數， 以便形成盡可能少的顆粒。由硅酮制成的膜已被證明是特別適合的。
以下將通過比較實例和對比例來說明本發明的成功之處。實例和對比例
對由硅制成的直徑為300mm的半導體晶片進行單面拋光，并就納米形
貌來對拋光結果進行檢驗。利用根據本發明的方法所拋光的半導體晶片組 在拋光后表現出較好的納米形貌，雖然該組半導體晶片是在與對比例的半 導體晶片相同的條件下被拋光的。唯一的差別在于對比例的半導體晶片是
在紋理化的拋光布上被拋光的。

圖1和圖2分別示出了實例的半導體晶片 和對比例的半導體晶片上的納米形貌測量的結果。在對比例的半導體晶片 的情況下，可以清楚地看見拋光布的紋理的痕跡(圖2)，這意味著納米形 貌被破壞。
權利要求
1、一種用于利用拋光頭對裸半導體晶片進行單面拋光的方法，該拋光頭具有由彈性材料制成的膜，利用該膜，將拋光壓力傳遞到待拋光的半導體晶片的背面上，其中，在供應拋光劑的同時將所述半導體晶片壓靠在具有平滑表面的拋光布上，并且利用固定環來防止所述半導體晶片從所述膜上滑離，并且其中所述固定環面對所述拋光布的側表面上設有溝槽。
2、 如權利要求1所述的方法，其中，使用其溝槽數目至少等于30的 固定環。
3、 如權利要求1或2所述的方法，其中，在所述拋光之后并且在從所 述拋光布提起所述拋光頭之前，利用所述拋光布中的凹槽或所述拋光布的 邊緣來引導所述半導體晶片。
4、 如權利要求1到3中的任一項所述的方法，其中，在所述拋光之后， 以不高于50 mm/min的速度從所述拋光布提起所述拋光頭。
5、 如權利要求1到4中的任一項所述的方法，其中，借助于由硅酮制 成的膜來拋光所述半導體晶片。
全文摘要
本發明涉及一種用于利用拋光頭對裸半導體晶片進行單面拋光的方法，該拋光頭具有由彈性材料制成的膜，利用該膜，將拋光壓力傳遞到待拋光的半導體晶片的背面上，其中，在供應拋光劑的同時將所述半導體晶片壓靠在具有平滑表面的拋光布上，并且利用固定環來防止所述半導體晶片從所述膜上滑離。所述固定環面對所述拋光布的側表面上設有溝槽。
文檔編號B24B29/00GK101320690SQ200810094829
公開日2008年12月10日 申請日期2008年4月28日 優先權日2007年6月6日
發明者K·勒特格, K-P·邁爾, N·格雷姆 申請人:硅電子股份公司