[发明专利]修整同时双面抛光半导体晶片的抛光垫的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种修整双面抛光装置中同时双面同步抛光半导体晶片的抛光垫的方法，所述双面抛光装置具有由抛光垫覆盖的两个环形抛光板和用于承载盘的滚动装置，抛光板和滚动装置安装成可围绕共线设置的轴线旋转。

背景技术

特别是单晶硅的半导体晶片作为用于生产电子元件的基本材料而需要。这种元件的制造商要求半导体晶片具有尽可能平坦且平面平行的表面。为了满足该要求，使半导体晶片经受提高侧面的平面度和平面平行度并降低其粗糙度的一系列加工步骤。在该加工范畴中，通常执行一个或多个抛光步骤。

双面抛光（DSP）是特别适宜的，其中在存在悬浮液（也称为浆料）形式的抛光剂的情况下同时抛光半导体晶片的两个表面（正面和背面）。在双面抛光期间，半导体晶片与其它半导体晶片一起放置在下抛光垫与上抛光垫之间的间隙中。该间隙被称为工作间隙。每个抛光垫覆盖对应的下抛光板或上抛光板。在双面抛光期间，半导体晶片位于引导并保护半导体晶片的承载盘的凹槽中。承载盘是外部带齿的（圆）盘，其设置在抛光装置的内、外齿缘轮（齿轮）或针齿轮之间。齿缘轮或针齿轮在下文中被称为驱动齿轮。在抛光过程期间，承载盘通过内驱动齿轮的转动或者通过内、外驱动齿轮的转动围绕其自身的轴线旋转并且同时围绕抛光装置的轴线进行回转运动。此外，抛光板通常也围绕其轴线转动。对于双面抛光，这导致所谓的行星运动学的特征，其中半导体晶片的侧面上的点在对应的抛光垫上描绘出摆线路径。

半导体晶片的双面抛光的一个主要目的是改善整体和局部几何形状。在该情况下，预定在不发生卷边的情况下以经济的工艺生产尽可能平坦的半导体晶片。这可以通过抛光过程中的各个工艺参数的相互作用实现。一个重要的参数是上、下抛光垫之间的抛光间隙。在本文中，抛光垫表面的修整对抛光工艺起到关键作用。在修整期间，一方面，清理（修理）抛光垫的表面，另一方面，引起轻微的材料磨耗，以便赋予抛光垫表面大体上尽可能平坦的期望几何形状（整形）。

通常，在该情况下，利用修整盘加工（处理）抛光垫，其中所述修整盘的朝向抛光垫的表面涂覆有例如金刚石的磨料颗粒。该修整盘具有外齿，以使得其可以如承载盘那样被放置在下抛光垫上，所述外齿与内、外驱动齿轮啮合。上抛光板放置在修整盘上，以使得修整盘位于上、下抛光垫之间的工作间隙中。在修整期间，采用与抛光中类似的运动学原理。因此，修整盘在修整过程期间在工作间隙中按行星运动学移动，并且根据使用一个或两个侧面上涂覆有磨粒的修整盘加工上抛光垫或下抛光垫或者加工两个抛光垫。

利用该标准方法，可以获得平面平行的工作间隙。此外，可以消除抛光垫表面上的不均匀性。已经假定，可以通过尽可能平面平行的工作间隙获得抛光半导体晶片的最佳几何形状。

US2012/0028547A1描述了一种通过使用具有凸形或凹形表面的修整工具赋予抛光垫对应的凹形或凸形表面的可能性。类似于待抛光半导体晶片，修整工具被放置在承载盘的凹槽中。通过这种方式，可以调整抛光垫表面的几何形状，以使得抛光半导体晶片的几何形状被改善。例如，其指出，可以通过凹形抛光垫表面（即，抛光板的内、外边缘处的小宽度的抛光间隙和抛光板的径向中心处的较大的间隙宽度）避免抛光半导体晶片的明显双凹结构。

然而，已经发现，为了满足抛光半导体晶片的几何形状的提高的要求，即使该措施也是不够的。

发明内容

因此，本发明的目的是进一步改善抛光半导体晶片的几何形状。

该目的通过一种修整双面抛光装置中同时双面抛光半导体晶片的抛光垫的方法实现，所述双面抛光装置具有环形下抛光板、环形上抛光板和用于承载盘的滚动装置，下抛光板、上抛光板和滚动装置安装成可围绕共线设置的轴线旋转，并且下抛光板由第一抛光垫覆盖，上抛光板由第二抛光垫覆盖，其中具有外齿的至少一个修整工具和具有外齿的至少一个间隔件借助于所述滚动装置在形成于第一和第二抛光垫之间的工作间隙中围绕所述滚动装置的轴线进行回转运动并且同时自转，以使得所述至少一个修整工具通过其相对运动产生两个抛光垫中的至少一个的材料磨耗，所述至少一个修整工具的厚度不同于所述至少一个间隔件的厚度。

导致本发明的研究已经表明，可以通过改变从外边缘到内边缘的抛光间隙的宽度进一步改善抛光半导体晶片的几何形状。该尺寸对抛光半导体晶片的几何形状的影响先前是未知的并且是预料不到的。借助于简单的修整方法，在无需巨额费用的情况下，根据本发明的方法能够产生具有在径向方向上变化的间隙宽度的工作间隙。

下面将借助于附图详细描述本发明。

附图说明