[發明專利]晶片針釘卡盤制造和修理

有效

• 申請號: 201580074060.0
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN107206567B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 愛德華·格萊特利克斯
• 申請（專利權）人: M丘比德技術公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B37/14;B24B37/16;G03F7/20;H01L21/687
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

在以構成支撐表面的針釘或“臺面”為特征的晶片卡盤設計中，將這些針釘工程設計成具有環形形狀或工程設計成含有孔或凹坑使該晶片的粘附性最小化，并且改善晶片沉降。本發明的另一個方面是一種用于賦予表面、諸如晶片卡盤的支撐表面平坦度和粗糙度或恢復其平坦度和粗糙度的工具和方法。該工具被成形成使得與正被處理的表面的接觸是圓形或環帶。該處理方法可以在專用設備中進行，或者在半導體制造設備中原位進行。該工具小于該晶片針釘卡盤的直徑，并且可接近有待研磨的高點的空間頻率。該工具相對于該支撐表面的移動使得該支撐表面的所有區域或僅需要校正的那些區域可由該工具進行加工。

相關申請的交叉引用

本專利文獻要求2014年11月25日提交的美國臨時專利申請號62/084,417以及2014年11月23日提交的美國臨時專利申請序列號62/083,283的優先權，每個專利申請的標題都為“針釘卡盤制造和修理(Pin chuck fabrication and repair)”，并且每一個都是以Edward Gratrix的名義授予的。在準許的情況下，這些臨時專利申請中的每一個的全部內容通過引用結合在此。

關于美國聯邦政府資助的研究的聲明

無。

技術領域

本發明涉及被稱為用于支撐晶片的“卡盤”的結構，這些晶片諸如用于加工的半導體(例如，硅)晶片，該加工可以是但不限于光刻。此外，本發明還涉及用于研磨此類卡盤以賦予所希望的平坦度和粗糙度的工具，特別是在卡盤已投入使用之后；也就是說，它還涉及用于修理卡盤的工具。

背景技術

隨著摩爾定律推動著半導體特征結構的大小被設置得越來越小，對高精度晶片處置部件的要求也有所增加。實現所需精度的難度也在增長。例如，硅晶片，當要制造硅晶片時，微處理器芯片必須精確地放置在加工機器中。晶片通常由真空處置設備進行處置。晶片在其自身重量下非常輕微地下垂。當下垂晶片下降到晶片卡盤時，下垂晶片“希望”變平，但是可能由于受到晶片與卡盤之間的摩擦的阻礙，而不能如愿。這有時被稱為“粘性”問題。在此方面，金屬氧化物是值得注意的，并且二氧化硅也不例外。解決或至少改善這個問題的努力之一是使晶片與卡盤之間的接觸面積最小化。這種特殊的設計解決方案可采取將(通常規則地間隔開的)具有均勻高度的多個“平臺”設計成均勻的形式。這些平臺被稱為“針釘”或“臺面”，這些針釘限定了可放置半導體晶片的非常平坦的支撐表面。這些針釘有助于減少摩擦，使得晶片可橫向移動穿過臺面，因為晶片在沉降到臺面上時會變平。針釘有助于減少晶片粘附，但在此方面還需要進一步改進。

考慮到這一點，晶片處置部件的主要希望特征結構是高機械穩定性(高剛度和低密度)、高熱穩定性(高導熱性和低熱膨脹系數)、低金屬污染、高公差的機械加工性、低磨損(以保持精度)、低摩擦(以防止晶片粘附)以及可被制造成高達450mm的大小的能力。

碳化硅(SiC)具有用作晶片卡盤的希望的性質：(舉三個例子)低密度、低熱膨脹系數和高導熱性。

碳化硅基主體可通過反應滲透技術被制成近凈形，并且此類技術已經進行了數十年。通常，這種反應性滲透方法需要在真空或惰性氣氛環境中使熔融硅(Si)與含有碳化硅加碳的多孔物質接觸。產生了潤濕條件，結果就是熔融硅通過毛細管作用被吸引到物質中，其中它與碳發生反應以形成另外的碳化硅。這種原位碳化硅通常是互連的。通常所希望的是密體，因此該工藝通常在額外的硅的存在下進行。因此，所得到的復合體主要含碳化硅，還含一些未反應的硅(其也是互連的)，并且可以簡化符號稱為Si/SiC。用于制造此類復合體的工藝被可互換地稱為“反應成形”、“反應結合”、“反應性滲透”或“自結合”。在較新的技術中，為了增加柔性，除SiC之外的一種或多種材料可代替多孔物質中的一些或全部的SiC。例如，用金剛石微粒代替一些這種SiC可產生金剛石/SiC復合材料。