修改基板厚度轮廓制造技术

技术编号:14754080 阅读:80 留言:0更新日期:2017-03-02 11:55
一种研磨系统,该研磨系统包括支座以固持具有将被研磨的基板表面的基板、保持研磨垫与该基板表面接触的载体,及压力施加器,以在研磨垫的背面的选定区域施加压力。该背面与该研磨表面相对。该压力施加器包括致动器及主体,该主体经配置以由该致动器移动来接触及不接触该研磨垫的背面的选定区域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本揭示内容涉及化学机械研磨,且更具体而言涉及修改基板厚度轮廓
技术介绍
集成电路通常通过导电层、半导电层或绝缘层在硅晶片上的依序沉积而在基板上形成。各种制造工艺要求基板上的层的平坦化。例如,一个制造步骤涉及在非平面表面上沉积填料层,并将该填料层平坦化。对于特定的应用,该填料层被平坦化直到图案化层的顶表面暴露为止。例如,金属层可被沉积于图案化绝缘层上,以填充该绝缘层中的沟槽及孔洞。平坦化之后,在该图案化层的沟槽及孔洞中的金属的剩余部分形成了通孔、插头及接线,以提供基板上的薄膜电路之间的导电路径。化学机械研磨(CMP)是平坦化的一种公认方法。此平坦化方法通常要求基板被安装在承载头上。该基板的暴露表面通常被放置成抵靠旋转研磨垫。该承载头在背侧基板上提供可控制的负载,以将该基板的前侧推靠至该研磨垫。具有研磨颗粒的研磨浆料(slurry)通常被供应到研磨垫的表面。
技术实现思路
在可商购的研磨系统中,基板接收背侧压力,该背侧压力将基板的暴露表面推靠至旋转研磨垫。然而,该基板具有相对高的刚性(stiffness),导致基板的背侧上的压力被分散到该基板的前表面上的较大区域。例如,施加到该基板的背侧上的1mm直径点的压力可被分散以覆盖具有例如30mm直径的区域。作为结果,难以利用该背侧压力来精细地控制该基板的暴露表面上的压力分布。校正位于该暴露表面上的小区域内的不期望的尖峰或凹谷可能变得困难。一种用来解决此问题的技术是控制研磨垫抵靠基板的压力。在一个方面中,研磨系统包括支座以固持具有将被研磨的基板表面的基板、保持研磨垫与该基板表面接触的载体,以及压力施加器以用于在研磨垫的背面的选定区域处施加压力。该背面与该研磨表面相对。该压力施加器包括致动器及主体,该主体经配置以由该致动器移动来接触及不接触该研磨垫的背面的选定区域。在另一个方面中,研磨工具包括体块(bulk)研磨站、修改站,及转移机制,该转移机制经配置以在体块研磨站与该修改站之间转移基板。该体块研磨站包括可旋转平台以支撑研磨制品,并且包括承载头以保持具有基板表面的基板接触研磨制品的研磨表面,该承载头具有一或更多个可控制区域。该修改站包括:支座,以用于固持将被研磨的基板;保持研磨垫与该基板表面接触的载体;及压力施加器,以用于在研磨垫的背面的选定区域处施加压力,该背面与该研磨表面相对,其中该压力施加器包括致动器及主体,该主体经配置以由该致动器移动来接触及不接触该研磨垫的背面的选定区域。在另一个方面中,研磨的方法包括以下步骤:使基板的表面与研磨垫的研磨表面接触,该基板的表面包含一或更多个研磨不足(underpolished)的区域,该研磨垫跨越基板的表面;施加压力到该硏磨垫的背面的一或更多个选定区域,而基本上不在该研磨表面的背面的其余部分施加压力,该背面与该研磨表面相对,该背面的一或更多个选定区域对应于一或更多个研磨不足的区域;以及产生基板与研磨垫之间的相对运动,以造成一或更多个研磨不足的区域的研磨。在另一个方面中,研磨系统包括:支座,以用于固持基板,该基板具有将被研磨的基板表面;用于调节研磨垫的调节系统,该调节系统包含一或更多个调节头;可移动支撑结构;以及载体,以用于固持研磨垫。该载体从该可移动支撑结构悬垂,且该支撑结构经配置以在用于固持基板的支座与调节系统之间移动载体。实施方式可以包括以下一或更多个优点。局部压力可从正被研磨的基板表面的前侧施加,而不经过该基板。在基板表面上的压力分布可被精细地控制,而不分散穿过该基板,使得局部厚度修改可以精确地执行。局部压力可由压力控制垫施加,该等压力控制垫具有选择的尺寸及形状,该等尺寸及形状对应于需要厚度修改的基板上的区域的尺寸和/或形状。该等压力控制垫可相对于基板移动,以在多个位置处修改基板厚度。压力分散可进一步通过使用研磨垫来减少,基于需要厚度修改的基板上的区域的尺寸和/或形状来设定研磨垫的尺寸和/或形状。替代地或附加地,一或更多个柔性环可被使用,以将局部压力施加到该研磨垫和该基板,以精细地修改期望位置处的基板厚度。该厚度修改可在修改站进行,该修改站额外地整合地包括研磨垫调节系统。多交叉处理可被进行,其中在一或更多个研磨垫被调节的同时,一或更多个基板的厚度被修改。本专利技术的一或更多个实施例的细节阐述于附图和以下的描述中。本专利技术的其他特征、目标及优点将显见于描述和绘图,以及权利要求。附图说明图1绘示研磨系统的范例的示意剖面图。图2绘示修改站的范例的框图。图3和图4绘示修改站的多个部分的示意性顶视图。图5A和图5B绘示压力控制垫的示意性剖面图。图6是柔性环的范例的示意性立体图。图6A是柔性环的示意性剖面图。图7是用于修改基板的厚度轮廓的范例工艺的流程图。具体实施方式概观当基板的表面使用化学机械研磨工艺来研磨时,有时在表面的不同位置处的基板材料是以不同的速率被移除。例如,与基板的中心附近的表面区域相比,在基板的边缘附近的表面区域中的基板材料可以较高的速率来移除。在另一个范例中,该研磨表面可能在小的局部区域(例如,具有10mm或更小的线性尺寸的区域)中包含不期望的研磨不足的尖峰,或过度研磨的凹谷。这样的尖峰或凹谷可能由研磨工艺或研磨设备中的缺陷所造成。为了探讨的简便,基本上平坦化该基板的表面的研磨工艺称为体块研磨(bulkpolishing),即,基本上移除下方图案所造成的台阶高度差异,且移除意图移除的材料的体块部分。本公开的化学机械研磨工艺包括一或更多个额外的步骤,该等步骤在基板的体块研磨之前、期间和/或之后修改基板的厚度轮廓。在这些工艺中,替代或附加于背侧压力,被研磨的该表面从前侧接收压力,而不使压力穿过该基板。该前侧压力通过研磨垫来施加,且基本上不会通过研磨垫分散。通过精细地控制该区域及施加至研磨垫的压力量,在被研磨的该表面处达到的压力被精细地控制。对该基板的厚度轮廓的修改可被高度局部化并且是可调节的,且可被执行于不同的区域,例如,该基板表面的径向区域。该局部压力可利用一或更多个压力控制垫和/或一或更多个柔性环来施加。在一些实施例中,背侧压力及前侧压力可被组合使用。该厚度修改可机械地、化学地或化学机械地执行。在一些实施方式中,一或更多个额外的步骤包括化学机械研磨步骤,该等化学机械研磨步骤类似于体块研磨中使用的化学机械研磨步骤,不同之处在于,在被研磨的表面上的压力分布被精细地控制,使得化学机械研磨仅发生在该表面的期望且局部化的区域处。一或更多个步骤也可包括调节厚度修改中所使用的研磨垫。该调节可方便地执行于厚度修改工艺被执行的相同站处。有时候调节仅在研磨垫的选择位置处完成,该等选择位置被用来在对应位置处修改基板的厚度。范例研磨系统图1绘示研磨系统100的范例,该研磨系统包括体块研磨设备104及修改站102。将被研磨的基板10可在修改站102与体块研磨设备104之间转移,以用于厚度修改及体块研磨。例如,在基板10于研磨设备104的体块研磨之前、期间或之后,该基板可被引导至修改站102。基板10的转移可以利用站102与设备104之间的机制(例如,装载/卸载组件或机器人臂)进行。在一些实施方式中,修改站102是独立系统。在此情况下,修改站102可位于体块研磨设备104附近,例如,相同的处理室中。尽管在图式中没有绘示,本文档来自技高网...
修改基板厚度轮廓

【技术保护点】
一种研磨系统,所述研磨系统包含:支座,以固持基板,所述基板具有将被研磨的基板表面;载体,以保持研磨垫的研磨表面与所述基板表面接触;以及压力施加器,以在所述研磨垫的背面的选定区域处施加压力,所述背面与所述研磨表面相对,其中所述压力施加器包括致动器及主体,所述主体经配置以由所述致动器移动来接触及不接触所述研磨垫的所述背面的所述选定区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.18 US 14/334,948;2014.07.18 US 62/026,2691.一种研磨系统,所述研磨系统包含:支座,以固持基板,所述基板具有将被研磨的基板表面;载体,以保持研磨垫的研磨表面与所述基板表面接触;以及压力施加器,以在所述研磨垫的背面的选定区域处施加压力,所述背面与所述研磨表面相对,其中所述压力施加器包括致动器及主体,所述主体经配置以由所述致动器移动来接触及不接触所述研磨垫的所述背面的所述选定区域。2.如权利要求1所述的研磨系统,其中所述载体经配置以固持所述研磨垫,所述研磨垫具有比所述基板更大的宽度,使得所述研磨垫接触基本上所有的所述基板。3.如权利要求2所述的研磨系统,其中所述载体经配置以仅在所述研磨垫的边缘处固定至所述研磨垫,以及所述边缘内的所述研磨垫的所述背面的剩余部分对于腔室中的流体是开放的。4.如权利要求1所述的研磨系统,其中所述压力施加器包含压力控制垫,所述压力控制垫相对于所述研磨垫可横向移动。5.如权利要求4所述的研磨系统,其中所述压力施加器包含一或更多个压力控制垫,每一个压力控制垫独立于其他的压力控制垫可横向移动。6.如权利要求4所述的研磨系统,其中所述压力施加器包含一对压力控制垫,当所述基板被所述基板支座固持时,所述一对压力控制垫可相对于所述基板表面的中心协调地移动。7.如权利要求1所述的研磨系统,其中所述压力施加器包含柔性环,所述柔性环具有顶部结构及底部结构,所述顶部结构具有固定直径,且所述底部结构具有横截面以用于接触所述研磨垫的所述背面且具有可调整的直径。8.如权利要求7所述的研磨系统,其中所述柔性环进一步包含肋部及移动机制,每个肋部在所述主体的相邻槽之间具有连接到所述移动机制的一端以及连接到所述主体的底部的另一端,其中所述移动机制经配置以沿着所述主体的长轴移动,以便调整所述主体在所述底部处的直径。9.一种研磨工具,包括:体块(bulk)研磨站,所述体块研磨站包括:可旋转平台,以支撑研磨制品,及承载头,以保持基板与所述研磨制品的研磨表面接触,所述基板具有基板表面,所述承载头具有一或更多个可控制区域;修改站,所述修改站包括:支座,以固持将被研磨的所述基板;载体,以保持研磨垫的研磨表面与所述基板表面接触;及压力施加器,以在所述研磨垫的背面的选定区域处施加压力,所述背面与所述研磨表面相对,其中所述压力施加器包括致动器及主体,所述主体经配置以由所述致动器移动来接触及不接触所述研磨垫的所述背面的选定区域;及转移机制,所述转移机制经配置以在所述体块研磨站与所述修改站之间转移所述基板。10.一种研磨的方法,所述方法包括以下步骤:使基板的表面与研磨垫的研磨表面接触,所述基板的表面包含一或更多个研磨不足的区域,所述研磨垫跨越所述基板的表面;将压力施加到所述研磨垫的背面的一或更多个选定区域,而基本上不施加压力至所述研磨表面的所述背面的剩余部分,所述背面与所述研磨表面相对,所述背面的一或更多个选定区域对应于所述一或更多个硏磨...

【专利技术属性】
技术研发人员:J·古鲁萨米H·C·陈
申请(专利权)人:应用材料公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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