專利名稱：晶片加工裝置的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及成批加工半導(dǎo)體或類似材料晶片的裝置，特別涉及這樣的裝置，該裝置允許以經(jīng)過改進(jìn)的均勻性、生產(chǎn)率和生產(chǎn)量成批加工晶片。
拋光一制件以生產(chǎn)一具有高反射率和無損傷的表面已應(yīng)用于許多領(lǐng)域。極好的光潔度對(duì)于加工諸如半導(dǎo)體晶片，以便用電子束平板印刷或照相平板印刷制備印刷線路板是需要的。用于印刷線路的晶片表面的平面度是關(guān)鍵，以便保證線路的分辨率，這些線路的寬度可為一微米甚至更窄。
平面度使用若干測(cè)量方法以便用數(shù)量表示。例如，“錐度”是晶片上未拋光的背面與晶片上被選擇的焦面的不平行度的測(cè)量結(jié)果?！癟IR”，即全讀數(shù)(Total Indicated Reading)為在被選擇的焦面之上的最高點(diǎn)與焦面之下的最低點(diǎn)的高度差，總為正數(shù)?！癋PD”，即焦面偏差(Focal P1ane Deviation)，為被選擇的焦面之上的最高點(diǎn)和焦面之下最低點(diǎn)之間的高度差，其值可為正數(shù)或負(fù)數(shù)?！癟TV”，即總厚度變化(Total Thickness Deviation)為晶片拋光表面上的高度差。目前，晶片拋光表面的平面度，經(jīng)過拋光加工并未明顯提高而可能變壞。在使用現(xiàn)有已知拋光裝置成批加工中，有大量晶片在拋光后不能滿足平面度和拋光技術(shù)要求，從而影響商品化生產(chǎn)的產(chǎn)量。
傳統(tǒng)的成批拋光機(jī)，包括一圓盤形拋光盤，安裝在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上，被驅(qū)動(dòng)繞通過拋光盤中心的垂直軸線旋轉(zhuǎn)。晶片固定地安裝在拋光盤上的壓力板上，并被強(qiáng)迫與旋轉(zhuǎn)的拋光盤進(jìn)入拋光接觸。一種拋光軟膏，通常包括化學(xué)拋光劑和磨料顆粒，被施加在拋光盤上。為達(dá)到所需要的拋光程度，一拋光機(jī)頭被驅(qū)動(dòng)，通過液壓缸靠在壓力板上，以施加本質(zhì)上為法向力于壓力板上，壓住晶片與拋光盤使進(jìn)入拋光接觸。
使用上述傳統(tǒng)成批拋光機(jī)對(duì)晶片進(jìn)行成批加工存在許多缺點(diǎn)。例如，在拋光過程中晶片傾向于向周邊變成錐形。再者，拋光機(jī)頭的表面和/或壓力板包含著不均勻性，諸如表面包含污物或包括不規(guī)則性(即凸起、凹陷等等)，這些不均勻性是在制造過程中或隨后損壞的，拋光機(jī)頭的驅(qū)動(dòng)力不均勻地傳遞至壓力板。結(jié)果造成晶片與拋光盤之間不均勻的壓力，使晶片的平面度和平行度破壞，并使同一批晶片間缺乏一致性。
此外，在拋光過程中，拋光盤和晶片間的摩擦系數(shù)時(shí)常在兩者附近十分高。這種摩擦本質(zhì)上使包括拋光機(jī)頭在內(nèi)的溫度升高，這可能導(dǎo)致拋光機(jī)頭的表面變形。這引起同樣的上述不均勻的力傳輸問題。為減小這一風(fēng)險(xiǎn)，必須使用水或其它冷卻液在拋光機(jī)頭內(nèi)循環(huán)，以連續(xù)冷卻拋光機(jī)頭表面，和減小表面變形。這種循環(huán)系統(tǒng)增加了傳統(tǒng)拋光裝置的復(fù)雜性和制造成本。
人們知道將玻璃纖維或氈環(huán)設(shè)置在拋光機(jī)頭和壓力板之間，以克服在成批加工時(shí)在晶片周邊的錐度。環(huán)的直徑小于壓力板和拋光機(jī)頭的直徑，因此拋光機(jī)頭傳遞給壓力板的驅(qū)動(dòng)力，以一在壓力板邊緣之內(nèi)的環(huán)形傳遞。這使得壓力板在邊緣處向外略有彎曲，因此減小了晶片在晶片邊緣處的錐度。然而，由于它們是固體，構(gòu)成環(huán)的材料，在環(huán)因拋光機(jī)頭和壓力板中的不均勻性而變形(例如壓縮)時(shí)，不可能重新分布至其它位置。因此一種局部力經(jīng)過環(huán)傳遞給壓力板，形成不均勻的壓力驅(qū)動(dòng)晶片面向拋光盤。此外，這些環(huán)不可能以足夠一致的壓強(qiáng)和厚度制成，以在拋光機(jī)頭和壓力板的整個(gè)接觸面積上傳遞均勻的壓力。
與成批生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)量問題在某種程度上被單個(gè)晶片加工所緩和。在本人已授權(quán)的美國專利No.5,193,316中，我公開了一種充液袋，這種充液袋可用于加工單片晶片，并減小表面不均勻性的影響。這種帶通常與晶片尺寸相同，放在晶片和一單獨(dú)的活塞頭之間，該活塞頭迫使晶片靠在拋光工具表面。于是活塞表面的不均勻性不會(huì)對(duì)晶片拋光產(chǎn)生不利的影響。單個(gè)晶片加工還消除了壓力板從一晶片到另一晶片力的傳遞問題。但是，這種充液袋不能通過將其放在拋光機(jī)頭和壓力板之間而用于成批拋光中，因?yàn)閺膾伖鈾C(jī)頭傳遞的力，本質(zhì)上是在整個(gè)壓力板上均勻分布的力，這將導(dǎo)致晶片周邊的錐度，這種錐度與上述相應(yīng)傳統(tǒng)拋光裝置所產(chǎn)生錐度的相同。此外，單片拋光的生產(chǎn)率很低，因?yàn)橐淮我粋€(gè)壓力板只有一個(gè)晶片在拋光。
發(fā)明概述在本發(fā)明的幾個(gè)目的和特征中值得指出的可為提供了成批拋光晶片的裝置，該裝置可改善被加工晶片的平面度；提供了在成批晶片拋光中增加產(chǎn)量的裝置；提供了在拋光過程中施加在每一晶片上的壓力本質(zhì)上相等的裝置；提供了能適應(yīng)在拋光機(jī)頭和壓力板表面存在缺陷的裝置；提供了不再需要冷卻拋光機(jī)頭的裝置；和提供了較低復(fù)雜性、減小機(jī)器失效風(fēng)險(xiǎn)和制造更為經(jīng)濟(jì)的裝置。
通常，根據(jù)本發(fā)明原理制成的晶片加工裝置，包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，其上具有一拋光表面，可繞回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線旋轉(zhuǎn)。一壓力板制成同時(shí)夾持?jǐn)?shù)個(gè)晶片，使晶片的拋光面面對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的拋光表面。一拋光機(jī)頭，能施加一法向力于壓力板，設(shè)置以驅(qū)動(dòng)壓力板朝向回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，從而使晶片的拋光表面與用于拋光晶片的回轉(zhuǎn)工作臺(tái)表面相接觸。一種力分配元件設(shè)置在拋光機(jī)頭和壓力板之間，以均勻分布由拋光機(jī)頭施加給壓力板的力。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)一部分將一目了然，而一部分將在后面指出。
附圖簡(jiǎn)介

圖1為本發(fā)明之拋光裝置部分正視圖的原理圖，示出了拋光機(jī)頭處于下降位置；圖2為拋光裝置部分正視圖之?dāng)U大的原理圖，示出了拋光機(jī)頭處于升起的位置，以及從回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上暴露的單個(gè)拋光板；圖3為拋光裝置之力分配元件的頂視圖；圖4為圖3沿4-4線所示平面剖切的截面圖5為力分配裝置第二實(shí)施例的頂視圖；圖6為使用本發(fā)明裝置所加工晶片之平面度特征數(shù)據(jù)的表。
相應(yīng)的標(biāo)號(hào)在附圖的各圖中表示相同的部分。
推薦實(shí)施例的詳細(xì)說明參看附圖，特別參看圖1，根據(jù)本發(fā)明原理制造的拋光裝置總體標(biāo)注為21。這種拋光裝置屬于一種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并包括一回轉(zhuǎn)工作臺(tái)23，安裝在一機(jī)座(未示出)上，用于使工作臺(tái)相對(duì)于機(jī)座繞工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸線X旋轉(zhuǎn)。雖然旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的尺寸可根據(jù)成批生產(chǎn)晶片時(shí)將要拋光的晶片數(shù)改變，圖示實(shí)施例之旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23為一之間50-60英寸的鋼平臺(tái)。通常為圓盤形狀的拋光盤25，正如在傳統(tǒng)拋光裝置上那樣，安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23上，以共同繞旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線X旋轉(zhuǎn)，并提供一拋光表面27以拋光晶片。一適合的電機(jī)(未示出)運(yùn)轉(zhuǎn)以驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23(和拋光盤25)繞旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線X旋轉(zhuǎn)。
一高架支架29，由從機(jī)架上延伸的立柱(未示出)支承在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的上方。高架支架29上裝有四個(gè)液壓缸(未示出)，每一缸具有一垂直延伸的臂31(其中之一在圖1中示出)，臂上設(shè)置一拋光機(jī)頭33。一柔性套35覆蓋臂31，以阻止污物進(jìn)入液壓缸。中心驅(qū)動(dòng)軸37，具有與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線同軸的旋轉(zhuǎn)軸心線，從高架支架29向下延伸，并由第二電機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)，相對(duì)于高架支架和旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)繞自身軸線旋轉(zhuǎn)。圓盤形中心驅(qū)動(dòng)板39，在驅(qū)動(dòng)軸37上，以與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23靠近的空間關(guān)系設(shè)置，以便在非常接近拋光盤25的拋光表面27處，繞驅(qū)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。為進(jìn)一步說明，對(duì)于此裝置將只對(duì)圖2所示之臂31和拋光機(jī)頭33說明，可以理解，其它三個(gè)臂和拋光機(jī)頭與圖示具有相同結(jié)構(gòu)。
用于同時(shí)夾持多個(gè)晶片W的盤形壓力板41設(shè)置在拋光盤25上，處于拋光機(jī)頭33和拋光盤的拋光表面27之間。壓力板41最好用陶瓷材料制成，并具有本質(zhì)上與拋光頭33相當(dāng)?shù)闹睆健Ｈ鐖D2所示，晶片W以適當(dāng)?shù)姆绞桨惭b在壓力板41上，例如用傳統(tǒng)的蠟狀物安裝。晶片的拋光面P向下，面對(duì)拋光盤25的拋光表面27。
液壓缸可操縱，以使臂31和設(shè)置在其上的拋光機(jī)頭33，沿垂直方向之拋光機(jī)頭軸線X’，在提升位置和下降位置之間運(yùn)動(dòng)，在提升位置(圖2所示)時(shí)，拋光機(jī)頭本質(zhì)上離開旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23一距離，以便允許將帶有晶片W的壓力板41裝入裝置21或從裝置中卸下，在下降位置時(shí)，拋光機(jī)頭被驅(qū)動(dòng)向拋光板25的拋光表面27下降。拋光機(jī)頭33和壓力板41的尺寸制成使它們的周邊與中央驅(qū)動(dòng)板39摩擦連接，于是驅(qū)動(dòng)板的旋轉(zhuǎn)影響拋光機(jī)頭和壓力板繞拋光機(jī)頭軸線X’的旋轉(zhuǎn)。引導(dǎo)輥?zhàn)?3安裝在機(jī)架上，處于旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23的周邊，并可與拋光機(jī)頭33和壓力板41連接，以在拋光過程中幫助拋光機(jī)頭和壓力板保持繞旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)軸線X旋轉(zhuǎn)，但允許繞拋光機(jī)頭軸線X’旋轉(zhuǎn)。
在拋光機(jī)頭33的下降位置，液壓缸施加一向下的力至壓力板41，以驅(qū)動(dòng)晶片以足夠的力緊貼在拋光盤25的拋光表面27，以在晶片的拋光表面P達(dá)到所需要的光潔度。機(jī)架、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23、高架支架29、立柱、液壓缸、中央驅(qū)動(dòng)軸27和驅(qū)動(dòng)板39、引導(dǎo)輥?zhàn)?3、拋光機(jī)頭33和壓力板41均為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)有拋光機(jī)所具有的形式。只要不離開本發(fā)明的范圍，其它拋光裝置的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)也可使用，例如，壓力板41連接在拋光機(jī)頭33上以共同運(yùn)動(dòng)，而其中拋光機(jī)頭是繞自身的軸X’被單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
進(jìn)一步參看圖2，一力分配元件，總體標(biāo)注為51，設(shè)置在拋光機(jī)頭33的下表面53，當(dāng)拋光機(jī)頭處于下降位置時(shí)，該力分配元件被夾在拋光機(jī)頭和壓力板41的上表面55之間。如圖4所示，力分配元件包括一通常為圓盤形的腹板57和包圍在腹板的外周邊的環(huán)形軟外殼59。軟外殼59內(nèi)最好裝水，不過可期望用其它流體諸如空氣或其它合適的氣體或液體取代水，這仍然屬于在本發(fā)明范圍內(nèi)。力分配元件用具有足夠柔性的材料制成，以允許處于拋光機(jī)頭33和壓力板41間的軟外殼59被壓時(shí)無破裂或泄漏，并允許此材料能符合拋光機(jī)頭和壓力板上的表面53、55上的任何不均勻性。例如，力分配元件51的軟外殼59最好能經(jīng)受至少600磅均勻施加于拋光機(jī)頭33和壓力板41之間的力而沒有泄漏。力分配元件51的上表面61最好涂敷一層粘接劑以使力分配元件保持在拋光機(jī)頭33的下表面53。不過，應(yīng)當(dāng)理解，力分配元件51可能只包括環(huán)形軟外殼59，于是此力分配元件可設(shè)置在壓力板41上而不是在拋光機(jī)頭33上，或者并不與拋光機(jī)頭和壓力板連接，這些均不超出本發(fā)明的范圍。
在力分配元件51的一種實(shí)施例中，如圖4所示，兩圓盤形片63，用適當(dāng)柔性材料制成，例如用聚氯乙烯，將該兩圓盤形片疊放，并沿一對(duì)在徑向相隔一距離并沿片的圓周延伸的焊接線65、67焊接在一起。焊接線65、67保證在片63間的緊密密封，從而在焊接線之間的部分限定了此環(huán)形軟外殼59。腹板57由片63上最內(nèi)的焊接線65以內(nèi)的部分所限定。第三(最外)焊接線69繞片63的外周邊延伸，以進(jìn)一步將兩片連接在一起。片63上在最外兩條焊接線之間的一小部分留下不焊，以作為進(jìn)口71，該進(jìn)口連通軟外殼59的內(nèi)部，以允許向軟外殼充填流體。軟外殼59一經(jīng)充填，進(jìn)口71被沿外焊接線69焊住以將軟外殼密封。應(yīng)當(dāng)理解，力分配元件51可用不是聚氯乙烯制造，例如用聚乙烯、聚酯樹脂或其它合適的材料。還應(yīng)當(dāng)理解，力分配元件可制成其它形狀，諸如將環(huán)形軟外殼59在兩片材料(未示出)間封閉，從而材料的外片進(jìn)一步阻止軟外殼被損壞，這并不超出本發(fā)明范圍。
環(huán)狀軟外殼59的外徑尺寸制成使軟外殼與壓力板41上表面55在板的邊緣沿徑向向內(nèi)處接觸。如圖2所示，特別推薦軟外殼59的尺寸，制成使軟外殼通常從上面對(duì)準(zhǔn)安裝在壓力板背面的晶片W的中心。例如，力分配元件51的軟外殼59的外徑，如圖3、4所示，大約為18.0英寸，軟外殼內(nèi)徑大約為14.5英寸，于是軟外殼環(huán)的寬度大約為1.75英寸。環(huán)形軟外殼59的厚度T在充填流體后最好大約為0.3英寸。不過，應(yīng)當(dāng)理解，這些尺寸可根據(jù)所需軟外殼59的體積和尺寸，以及晶片W在壓力板41上的相對(duì)位置而改變。
在操作中，被選半導(dǎo)體晶片W以傳統(tǒng)的方式用蠟安裝在壓力板41上。拋光機(jī)頭33(以及其上所設(shè)置的力分配元件51和充填后的軟外殼59)在升起位置時(shí)，將壓力板41放在拋光盤25上，使其與中心驅(qū)動(dòng)板39和引導(dǎo)輥?zhàn)?3連接，從而安裝在壓力板上的晶片W的拋光面P與拋光盤的拋光表面27接觸。驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)23的電機(jī)啟動(dòng)，使旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)繞旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)(以及拋光盤25)的軸線X旋轉(zhuǎn)，然后液壓缸運(yùn)動(dòng)，使拋光機(jī)頭33下降，直到力分配元件51與壓力板41的上表面55接觸。其次，中央驅(qū)動(dòng)板39被中央驅(qū)動(dòng)軸37的電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，于是使壓力板41和拋光機(jī)頭33繞拋光機(jī)頭軸線X’旋轉(zhuǎn)。液壓缸驅(qū)動(dòng)拋光機(jī)頭33向壓力板41施加足夠的力，使晶片W的拋光面P與拋光盤25的拋光表面27進(jìn)入拋光接觸。環(huán)形軟外殼59被壓在拋光機(jī)頭33和壓力板41之間，從而在環(huán)形軟外殼中的流體壓力，將作用于拋光機(jī)頭上的力傳遞至壓力板。此力是施加在壓力板41遍布?jí)毫Π暹吘壧幯貜较蛳騼?nèi)的環(huán)形區(qū)域(例如，相當(dāng)于軟外殼59和板之間的接觸區(qū)域)，于是，板有在邊緣處略微向上彎曲的傾向。由于軟外殼59與壓力板41通常是在晶片W的中央部位接觸，由壓力板作用在晶片上的壓力，在每一晶片整個(gè)表面本質(zhì)上是均勻的，且在壓力板上所有全部晶片之間是均勻分布的。
當(dāng)在拋光機(jī)頭33的表面53或壓力板41的表面55存在不均勻性時(shí)，軟外殼59的柔性外壁適應(yīng)于這種不均勻性，因此使軟外殼在不均勻區(qū)域的厚度T變窄。由于軟外殼厚度變窄，在不均勻區(qū)的軟外殼59中的流體在整個(gè)軟外殼范圍重新分布，從而在軟外殼內(nèi)的壓力整個(gè)本質(zhì)上是均勻的。再者，當(dāng)拋光機(jī)頭33的溫度因晶片W和拋光板25間的摩擦而升高，在拋光機(jī)頭33的下表面53的任何變形，通過環(huán)形軟外殼59以類似的方式得到減輕。因此，均勻的力被傳遞至壓力板41，在晶片W中心之上，因此均勻地將晶片W的拋光面P壓在拋光盤25上以均勻地拋光晶片。拋光壓力于是在每一晶片整個(gè)拋光面P保持幾乎更為相同，從而獲得一種均勻而高質(zhì)量的光潔度。
實(shí)例一批直徑150mm的半導(dǎo)體晶片，在No.50-SPAW型Speedfam拋光機(jī)上拋光，此拋光機(jī)制成與圖示裝置21及所作說明本質(zhì)上相同，具有一聚乙烯氈環(huán)(未示出)，放置在拋光機(jī)頭33和壓力板41之間。所加工出的晶片W的平面度特征，測(cè)量并記錄于圖6之表中。第二批晶片W在同樣裝置21拋光，使用本發(fā)明之力分配元件51，將其放置在拋光機(jī)頭33和壓力板41之間。所加工出的晶片W的平面度特征，測(cè)量并記錄在圖6之表中。全部晶片W均用裝置21之同一拋光機(jī)頭33加工。
參看圖6，使用充填流體的力分配元件所拋光出的晶片W，與使用傳統(tǒng)拋光裝置拋光的晶片相比較，平面度特征本質(zhì)上得到改善。例如，平均TTV值，從使用氈環(huán)時(shí)的5.6微米，降低至使用充填流體的力分配元件時(shí)的1.4微米。錐度值按正負(fù)數(shù)兩者列于表中。不過，平均絕對(duì)錐度(表中未列出)從大約3.0微米降低至大約1.5微米。平均局部焦面偏差(Site Focal Plane Deviation)從大約0.8降低至0.4，該局部焦面偏差為一種局部(例如15平方毫米)測(cè)度，是在測(cè)量面積上最高點(diǎn)或最低點(diǎn)之值。
圖5為力分配元件的第二實(shí)施例151，其中，該元件包括中央流體袋175；環(huán)形軟外殼59；第二環(huán)形軟外殼159，沿徑向與環(huán)形軟外殼59相距一段距離。在此實(shí)施例中，最外的環(huán)形軟外殼具有本質(zhì)上等于壓力板直徑的直徑，從而，它通常位于壓力板的邊緣區(qū)域。腹板57在流體袋175和最內(nèi)的軟外殼59之間，以及內(nèi)外軟外殼59、159之間延伸。通道177從進(jìn)口171，經(jīng)過環(huán)形軟外殼59、159，延伸至中央袋175，從而將軟外殼和袋流體連通。設(shè)置中央袋175和在壓力板的周邊設(shè)置的附加環(huán)形軟外殼159，改變了從拋光機(jī)頭傳遞至壓力板41力的位置。例如，現(xiàn)在力將被傳遞至壓力板41的位置，通常在力分配元件的中央袋175、在內(nèi)環(huán)形軟外殼59處呈環(huán)形、在外環(huán)形軟外殼159處呈環(huán)形。
通過改變?cè)趬毫Π?1上的壓力分布，由于拋光機(jī)頭作用力所引起變形的壓力板形狀被改變，因此，安裝在壓力板上晶片W上的壓力分布也改變了。這就允許操作人員拋光晶片W的不同區(qū)域，例如使中央部具有與晶片其它區(qū)域，例如晶片邊緣，具有不同的光潔度。
從拋光機(jī)頭33至壓力板41的力傳遞形式還可由改變軟外殼寬度進(jìn)行控制。例如，圖5所示實(shí)施例之外軟外殼159的寬度本質(zhì)上小于內(nèi)軟外殼59的寬度，從而傳遞至壓力板41邊緣的力本質(zhì)上小于傳遞至內(nèi)軟外殼與壓力板接觸部分的壓力。通道177允許流體在軟外殼59、159和袋175中彼此間重新分布，以當(dāng)拋光機(jī)頭33和壓力板41的表面53、55出現(xiàn)不均勻時(shí)，在軟外殼和袋中保持一致的流體壓力。不過通道177的厚度與袋175和環(huán)形軟外殼59、159相比較是足夠小，因此，通道中不能對(duì)壓力板41作用力?？梢岳斫猓渌哂腥魏螖?shù)量環(huán)形軟外殼的力分配元件的形式，可用以保證一種所希望的在拋光機(jī)頭33和壓力板41間傳遞力的形式，并沒有超出本發(fā)明的范圍。
基于上述觀點(diǎn)，可見本發(fā)明的幾個(gè)目的達(dá)到了，并獲得其它的好處。流體充填力分配元件51，該元件用柔性材料制成，并放置在拋光機(jī)頭33和壓力板41之間，保證了在拋光機(jī)頭至壓力板間力傳遞一致，結(jié)果使晶片W和拋光盤25間的壓力均勻。軟外殼59的環(huán)形部聚集拋光機(jī)頭33的力于壓力板41上處于晶片W上的中央部，以減小晶片外緣周邊錐度的風(fēng)險(xiǎn)。通過提供更為均勻的拋光壓力于晶片W和拋光盤25之間，所加工出的晶片具有得到改善的平面度特性。這增加了晶片的產(chǎn)量，因?yàn)樵诔膳鷴伖庵袑⑸a(chǎn)更多滿足用戶質(zhì)量技術(shù)要求的晶片。再者，軟外殼59在拋光機(jī)頭33和壓力板41間起無摩擦平衡環(huán)的作用，以克服由晶片W的厚度微小變化而引起的壓力板傾斜。最后，由于充填流體的軟外殼59不使表面不均勻性對(duì)加工質(zhì)量產(chǎn)生的影響，拋光機(jī)頭下表面53因拋光操作而溫度升高所造成的變形容易克服，因此消除了對(duì)于冷卻拋光機(jī)頭使用冷卻系統(tǒng)的需求。這就降低了裝置的復(fù)雜性，從而使該裝置對(duì)機(jī)械失效的敏感性較小，且制造成本較低。
由于可對(duì)上述結(jié)構(gòu)作各種改變而并不超出本發(fā)明的范圍，上述說明或附圖所示均僅作為說明而并非對(duì)本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.晶片加工裝置，包括回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，能繞回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上具有拋光表面；壓力板，制成可同時(shí)夾持多個(gè)晶片，晶片的拋光面面對(duì)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的拋光表面；拋光機(jī)頭，能施加一法向力于壓力板，以驅(qū)動(dòng)壓力板朝向回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，從而使晶片的拋光面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的拋光表面接觸，以拋光晶片；和力分配元件，夾放在拋光機(jī)頭和壓力板之間，力分配元件的結(jié)構(gòu)使其可均勻分配由拋光機(jī)頭施加于壓力板上的力。
2.如權(quán)利要求1所述的晶片加工裝置，其中，力分配元件包括一裝有流體的軟外殼。
3.如權(quán)利要求2所述的晶片加工裝置，其中，包含在軟外殼中的流體為水。
4.如權(quán)利要求2所述的晶片加工裝置，其中，軟外殼通常為環(huán)形。
5.如權(quán)利要求4所述的晶片加工裝置，其中，拋光機(jī)頭和壓力板分別具有一表面，與力分配元件的環(huán)形軟外殼接觸，環(huán)形軟外殼由具有足夠柔性的材料制成，從而軟外殼可壓在拋光機(jī)頭和壓力板之間，并本質(zhì)上適應(yīng)與軟外殼相接觸的拋光機(jī)頭和壓力板表面上之任何不均勻性，在軟外殼內(nèi)的流體根據(jù)軟外殼的變形重新分配，以保持軟外殼內(nèi)均勻的流體壓力。
6.如權(quán)利要求5所述的晶片加工裝置，其中，環(huán)形軟外殼的尺寸和位置設(shè)置，使其安裝在壓力板上時(shí)對(duì)準(zhǔn)晶片的中心，因此拋光機(jī)頭的力傳遞至壓力板時(shí)通常在晶片中心的上方。
7.如權(quán)利要求5所述的晶片加工裝置，其中，環(huán)形軟外殼設(shè)置在拋光機(jī)頭上，以與拋光機(jī)頭一起相對(duì)于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求5所述的晶片加工裝置，其中，環(huán)形軟外殼當(dāng)充填流體時(shí)所具有的厚度在0.25-0.35英寸范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的晶片加工裝置，其中，力分配元件包括一具有周邊的盤形腹板，環(huán)形軟外殼設(shè)置在腹板的周邊，環(huán)形軟外殼中包含有流體。
10.如權(quán)利要求9所述的晶片加工裝置，其中，拋光機(jī)頭和壓力板各分別具有一表面與力分別元件的環(huán)形軟外殼接觸，環(huán)形軟外殼由一種足夠軟的材料制成，從而軟外殼可被壓在拋光機(jī)頭和壓力板之間，并本質(zhì)上適應(yīng)于與軟外殼接觸的拋光機(jī)頭和壓力板的表面上任何不均勻性，軟外殼內(nèi)的流體重新分布軟外殼的變形，以保持軟外殼內(nèi)的均勻的流體壓力。
11.如權(quán)利要求10所述的晶片加工裝置，其中，腹板設(shè)置在拋光機(jī)頭上以使力分配元件保持在拋光機(jī)頭上。
12.如權(quán)利要求10所述的晶片加工裝置，其中，力分配元件包括一對(duì)通常為柔性材料的圓盤形片，兩片疊放并焊接在一起，焊接是沿一對(duì)沿片的周邊延伸，并在徑向相隔一段距離的焊接線焊接以實(shí)現(xiàn)密封連接，焊接線之間的區(qū)域限定了環(huán)形軟外殼。
13.如權(quán)利要求9所述的晶片加工裝置，其中，所述環(huán)形軟外殼為一第一環(huán)形軟外殼，力分配元件還包括一設(shè)置在腹板的第二環(huán)形軟外殼，在第一環(huán)形軟外殼徑向向內(nèi)一段距離處，第一和第二軟外殼當(dāng)充填流體時(shí)具有本質(zhì)上相同的厚度，一導(dǎo)管在第一和第二軟外殼之間延伸以保證軟外殼之間的流體連通，導(dǎo)管所具有的厚度本質(zhì)上小于軟外殼的厚度。
14.如權(quán)利要求9所述的晶片加工裝置，其中，力分配元件還包括中央袋，設(shè)置在腹板的中心，袋所具有的厚度本質(zhì)上等于環(huán)形軟外殼的厚度并適于容納流體；和一導(dǎo)管，在袋與環(huán)形軟外殼之間延伸，以保證袋和軟外殼間的流體連通，導(dǎo)管所具有的厚度本質(zhì)上小于環(huán)形軟外殼的厚度。
全文摘要
用于成批加工的晶片加工裝置,包括一回轉(zhuǎn)工作臺(tái),其上具有拋光表面,可繞回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的軸線旋轉(zhuǎn)。壓力板制成可同時(shí)夾持多個(gè)晶片,使晶片的拋光面面向回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的拋光表面。拋光機(jī)頭,能施加法向力于壓力板,被設(shè)置以驅(qū)動(dòng)壓力板朝向回轉(zhuǎn)工作臺(tái),從而使晶片的拋光面與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的拋光表面接觸以拋光晶片。一力分配元件夾放在拋光機(jī)頭和壓力板之間,制成能均勻分布由拋光機(jī)頭施加在壓力板上的力。
文檔編號(hào)B24B41/06GK1271306SQ98809480
公開日2000年10月25日 申請(qǐng)日期1998年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月26日
發(fā)明者丹尼斯·L·奧姆斯特德 申請(qǐng)人:Memc電子材料有限公司