一种晶圆抛光装置的制作方法

本发明涉及磨削、抛光技术领域，尤其涉及一种晶圆抛光装置。

背景技术

半导体集成电路(ic)产业经历了指数式增长，ic材料和设计的技术进步已经产生了几代ic，其中每一代具有比上一代更小和更复杂的电路，在ic演进过程中，功能密度(即，每个芯片面积的互连器件的数量)一般增加，而几何尺寸(即，可以使用制造工艺创建的最小组件或线)已经减小。这种缩减过程通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处，这种缩小也增加了加工和制造ic的复杂性，为了实现这些进展，需要在ic加工和制造中的类似发展，在一个例子中，抛光被施加到半导体晶片，然而，现有的抛光系统和相应的方法是无效的，并且可能引入额外的问题，例如污染和对晶片的损坏。因此，希望提供一种抛光系统及其使用方法，而无需讨论上述缺点。

技术方案

本发明主要解决的技术问题是提供一种晶圆抛光装置，包括：抛光模块，所述被配置为抛光模块在晶圆的第二表面上执行抛光工艺的同时，将空气压力施加到晶圆的第一表面。

进一步，其中抛光模块包括轴承表面，其被配置为将气体输送到轴承表面和晶片的第一表面之间的间隙。。

进一步，其中气体包括氮气。

进一步，其中轴承表面包括多个微喷嘴，其被配置成均匀地将气体输送到间隙。

进一步，其中轴承表面包括多孔膜，该多孔膜被配置为均匀地将气体输送到间隙。

进一步，其中抛光模块包括与抛光头集成的空气轴承模块，使得空气轴承模块在抛光过程中与抛光头一起移动，其中空气轴承模块被配置为施加空气压力，且在抛光过程中，第一表面和抛光头被配置为抛光第二表面。

本发明的有益效果是：

本发明的一种晶圆抛光装置，能够提高生产效率和降低生产成本。

附图说明

图1是根据一些实施例构造的抛光模块的示意图和截面图。

图2是根据一些实施例构造的图1中的抛光模块的边缘密封单元的示意图。

图3是根据一些实施例构造的图1中的抛光模块的边缘密封单元的示意图。

实施例

下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

图1示出了根据一些实施例的抛光模块100的示意图和截面图，抛光模块100包括衬底级102，其设计用于固定半导体晶片104并具有使晶片104围绕轴线106旋转的机构，该轴线垂直于晶片104并通过其中心。例如，基板级102可以包括夹紧结构以固定半导体晶片104的边缘，在其他示例中，衬底级102还包括旋转结构和集成以使半导体晶片104旋转的电机。

在一些实施例中，半导体晶片104是硅晶片，半导体晶片104可以包括基本半导体，例如晶体结构中的锗，化合物半导体，例如硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑铟锑或它们的组合，在进一步实施方案中，可以在硅晶片上外延生长这些半导体材料膜。晶片104可以是其他材料的衬底，半导体晶片104具有前表面104a和背面彼此相对的背面104b，在半导体晶片104的前表面104a上形成、部分形成或形成一个或多个集成电路，因此，半导体晶片104的前表面104a包括图案化材料层或待图案化的材料层。例如，前表面104a可以包括各种隔离特征(例如浅沟槽隔离特征)、各种掺杂特征(例如掺杂的威尔斯或掺杂的源极和漏极特征)、各种器件(如晶体管)、各种导电特性(例如触点、金属线)，在完全制造的半导体晶片上，所有上述材料层和图案可以存在于半导体晶片104的前表面104a上。在本示例中，半导体晶片104仍然在制造中，可以在前表面104a上形成上述材料层的子集。抛光模块100包括抛光头110，其被配置为抛光半导体晶片104的背面表面104b，抛光头110包括抛光表面112，如砂带或其它合适的抛光表面，抛光表面还可以包括其他结构，例如可在晶片上滚动并相应地清洁晶片的辊。抛光模块100还包括机构114，该机构可操作以通过抛光表面112向晶片施加压力，并且可操作以使抛光头绕旋转轴线116旋转，旋转轴116与旋转轴106平行，并且穿过抛光表面112的中心。因此，抛光表面112能够被压在晶片104的背面表面104b上，并相对于晶片104旋转，抛光模块110还包括冲洗单元118，其被配置为用溶液或化学品冲洗晶片104的背面。在本实施例中，漂洗单元118是可移动的，以实现有效的清洗效果或支持抛光工艺。例如，漂洗单元118可从中心移动到晶片的边缘或从边缘到中心，漂洗单元118包括指向背面表面104a的冲洗尖端118a，并耦合到提供冲洗化学品或溶液的源(未示出)，冲洗单元118和抛光头110可操作以在抛光过程中协同工作。抛光模块100包括空气轴承单元120，其设计为向晶片104的前表面104a提供空气压力，空气轴承单元120向晶片104的前表面104a提供空气压力，使得晶片104保持来自抛光头110的背面压力和来自空气轴承单元120的前压力。空气轴承单元120提供了在轴承表面和晶片的前表面104a之间没有直接接触和摩擦力的优点。特别地，考虑到前表面104a具有电路图案和抛光过程中的晶片104旋转，消除了对前表面104a上的电路图案的任何损坏。空气轴承单元120是空气静压轴承，空气轴承单元120连接到诸如氮源的气源122。在本实施例中，气源122是一种压缩氮气源，其输送氮气的压力高于大气压力，空气轴承单元120包括轴承表面124，以将气体输送到轴承表面124和晶片104的前表面104a之间的轴承间隙，从而在轴承表面124和前表面104a之间形成流体膜作为气垫。空气轴承单元120还包括连接气体源122和轴承表面124的气体通路126，用于气体输送。在一些实施例中，轴承表面124包括多孔材料层，例如多孔膜或石墨，使得气体均匀地输送到轴承间隙。轴承表面124包括具有多个微喷嘴的材料层，所述微喷嘴被设计成均匀地将气体输送到轴承间隙，轴承间隙中的空气压力能够在抛光过程中自动调节。例如，当气体压力较高时，轴承间隙增大，导致气体流量增加，因此，通过这种自调节机构降低气体压力。在各种示例中，空气轴承单元120可以包括其他特征，例如轴承表面124上的沟槽或沟槽。抛光模块100还包括边缘密封单元128，其设计为密封晶片104的边缘，使得来自晶片104的背面表面104b的化学或溶液不能到达前表面104a，从而消除了对前表面104a的污染。边缘密封单元128是空气密封单元200，其可操作以围绕晶片104的边缘形成空气帘以有效密封。在一些实例中，空气密封机构200包括配置在环中的多个空气喷嘴，以形成与晶片104的边缘对准的环形空气幕。

如图2所示，空气密封机构200包括具有多个开口204的环形管202，环管202与晶片104的边缘相匹配，环管202还连接到气源206，用于输送压力气体，例如氮气，开口204形成在环形管200上，其配置为产生空气幕，该空气幕有效地保护晶片104的前表面104a免受用于抛光或清洁背面表面104b的化学或溶液的污染。在一些其他实施例中，边缘单元128是o形环密封单元300，o形环密封单元300包括o形环302，其具有垂直延伸的边缘帘304，以防止化学或溶液污染晶片104的前表面104a。

如图3所示的示意图，边缘密封单元128与抛光模块100的部件(例如晶片台)或夹具集成，使得边缘密封单元128被固定，并且能够有效地密封晶片104的边缘，而不干扰晶片104在各种操作期间的运动。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。