具有可移动的浆液分配器的化学机械抛光机及方法技术

一种化学机械抛光机包括抛光台板，其能够支承抛光垫；第一和第二衬底载具，其各自能够将衬底固定在所述抛光垫上；和第一和第二浆液分配器。第一和第二浆液分配器包括：（ｉ）臂，其包括旋转端和远端；（ｉｉ）至少一个浆液分配喷嘴，其位于所述远端上；和（ｉｉｉ）分配器驱动器，其能够使所述臂围绕所述旋转端旋转，以使得处于所述远端处的所述浆液分配喷嘴摆动，以在所述抛光台板上分配浆液。在另一形式中，可移动浆液分配器包括具有在一个或多个铰接头处连接的多个部分的铰接臂、旋转端和远端、和位于末端处或附近的至少一个浆液分配喷嘴。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及具有可移动的浆液分配器的化学机械抛光机和相关方法。
技术介绍
在集成电路(IC)和显示器的制造中，为了后续的蚀刻和沉积过程，使用化学机械 抛光(CMP)来使衬底的表面形貌平整。通常的CMP抛光机包括抛光头，所述抛光头振荡并 将衬底压在抛光垫上，同时将磨料颗粒的浆液提供到抛光垫，以抛光衬底。CMP可以用于平 整化电介质层、填充有多晶硅或氧化硅的深沟槽或浅沟槽、和金属膜。可以认为，CMP抛光 是化学和机械作用的结果，例如，化学变化层重复形成于被抛光的材料的表面，然后被抛光 去除。例如，在金属抛光中，在CMP抛光过程中，金属氧化物可以重复的从金属层的表面形 成和被去除。在氧化物抛光中，氧化物层通过抛光浆液同时被化学和物理磨蚀。一种通常的浆液分配器包括固定臂，所述固定臂具有单个浆液分配喷嘴，所述浆 液分配喷嘴从抛光垫上方的固定点释放浆液。由于抛光垫和/或衬底载具的旋转或振荡， 浆液喷洒到整个抛光垫。但是，因为浆液是从台板上的单个位置分配的，所述单个位置通 常位于台板的半径的中点处，由此产生的遍布台板的表面的浆液的分布不一定是非常均勻 的。下方的抛光台板的旋转和由此产生的离心力引起浆液从中心点径向向外散布。但是， 由于上述离心力，优先的更高浓度的浆液形成从中间分配点向外辐射的圆形带，更低浆液 浓度区域形成于分配点和径向内部区域之间。这能引起被抛光的衬底的整个直径上不均勻 的抛光率。还已经研发了多点浆液分配，以为抛光单个衬底提供更加均勻的浆液分配，例如 题为 “CMP Slurry Atomization Slurry Dispense System” 的美国专利 No. 6，沘4，092 所述。大范围多点浆液分配器已经用于在整个垫上喷洒浆液，例如题为“Multipurpose Slurry Delivery Arm for Chemical Mechanical Polishing” 的美国专利 No. 7，052，374 所述。但是，虽然这些浆液分配系统为单个衬底抛光机提供了更好的浆液分布，但是其没有 为更新一代的CMP抛光机提供有效地浆液分布，所述更新一代的CMP抛光机使用多个载具 头来同时抛光多个衬底或用于抛光大衬底。因此，希望获得用于同时抛光多个衬底或用于 抛光大衬底的、具有在整个抛光垫的表面上提供更均勻的浆液分布的浆液分配系统的化学 机械抛光机。
技术实现思路
化学机械抛光机包括抛光台板，其能够支承抛光垫；第一和第二衬底载具，其各 自能够将衬底固定在所述抛光垫上；和第一和第二浆液分配器。第一和第二浆液分配器各 自包括(i)臂，其包括旋转端和远端；(ii)至少一个浆液分配喷嘴，其位于所述远端上；和 (iii)分配器驱动器，其能够使所述臂围绕所述旋转端旋转，以使得处于所述远端处的所述 浆液分配喷嘴摆动，以在所述抛光台板上分配浆液。化学机械抛光方法包括使第一和第二衬底在抛光垫上摩擦，并且在所述第一和第二衬底中的每一个的前面分配抛光浆液。使用浆液抛光衬底的化学机械抛光机包括用于支承抛光垫的抛光台板、能够将 衬底固定在所述抛光垫上的衬底载具、和包括铰接臂的浆液分配器，所述铰接臂具有在一 个或多个铰接头处连接的多个部分、旋转端和远端、和位于所述远端处或附近的至少一个 浆液分配喷嘴。化学机械抛光方法包括使衬底在安装在抛光台板上的抛光垫上摩擦；提供铰接 浆液分配器臂，所述铰接浆液分配器臂包括在铰接点彼此连接的第一部分和第二部分、旋 转端、远端、和在所述远端处或附近至少一个浆液分配喷嘴；和使所述第一部分相对于所述 第二部分移动，以在所述抛光垫上的分布图案上分配抛光浆液。附图说明参考下面的描述、所述权利要求书、和附图将更好的理解本专利技术的上述特征、方面 和优点，附图示出了本专利技术的示例。但是，应当理解，每个特征一般的用于本专利技术中，而不仅 仅是特定附图的情况，本专利技术包括这些特征的任意组合，其中图1是处于准备位置的抛光台板组件的透视图，所述抛光台板组件包括抛光台 板、可移动的浆液分配器和抛光垫调节器；图2是图1的抛光台板组件的透视图，示出了可移动的浆液分配器将抛光浆液分 配在抛光垫上；图3是图2的浆液分配器臂的实施例的截面侧视图；图4A是化学机械抛光机的实施例的透视图；图4B是图4A的抛光机的部分分解透视图；图4C是图4A的抛光机的台面的示意俯视图；图5A是示出可移动浆液分配器的另一实施例的抛光台板组件的俯视图；图5B和图5C是图5A的可移动浆液分配器的截面图和截面俯视图；图6A是安装在化学机械抛光机的抛光台的台面上的浆液分配器的另一实施例的 透视图；图6B是示出具有管状部分的图6A的浆液分配器的截面图，所述管状部分具有从 其中穿过的供应管；和图7是示出图6A的浆液分配器的两个不同臂位置的透视图。 具体实施例方式化学机械抛光机100用于抛光衬底的表面。例如，抛光机100可以用于抛光包括 铜互连线或过孔的衬底的表面。在另一实施方式中，抛光机可以用于抛光衬底上的二氧化 硅层的表面。对于本领域普通技术人员显而易见的许多其他的抛光实施方式和应用也处于 本专利技术的范围内。适合于抛光包括半导体晶片、显示设备、或面板的衬底的表面的抛光机100的实 施例在图1中示出。抛光机100包括台面106，所述台面106固定有一个或多个抛光台108， 所述抛光台108可以同时和单独的运行。每个抛光台108包括抛光台板110，所述抛光台板 110支承抛光垫112。在台板110旋转、振荡或摆动时，第一和第二衬底载具120a、b各自将衬底140a、b分别压在抛光垫112上。在一种形式中，通过用驱动轴连接到台板110的下侧 的台板电机117，台板110旋转。在一种形式中，台板电机117是变速直流电机，例如伺服电 机，所述变速直流电机可以在抛光过程中选择性的提供可变的衬底旋转速度。台板110可 以是铝板或不锈钢板。安装在台板110上的抛光垫112通常包括平面圆盘，所述平面圆盘具有尺寸足够 大的半径，以提供至少两个衬底140a、b的覆盖范围。抛光垫112接触衬底140a、b并紧靠 着衬底140a、b旋转(所述衬底140a、b自身也可以旋转、振荡或摆动)，以抛光每个衬底 140a、b。抛光垫112包括由足够粗糙的材料制成的抛光表面113，以从衬底140a、b抛光和 去除不需要的材料，而不会过度划伤或损坏衬底表面。例如，抛光表面113可以由聚合物、 毡制品、纸、布、陶瓷或其他类似的材料制成。抛光表面113还可以包括附加的凹槽(未示 出)，以增强抛光浆液在抛光表面113上的流动。例如，适合的抛光垫112包括由St. Paul, Minnesota 的 3M Superabrasives and Microfinishing Systems Division 制造的固结磨 料抛光垫，所述固结磨料抛光垫包含嵌入树脂中的磨料颗粒，例如二氧化硅。在一种形式 中，使用压敏胶粘剂，将抛光垫112粘结到台板110，所述台板110与抛光垫112大约直径相 同。第一和第二衬底载具120a、b各自适合于分别将衬底140a、b固定在抛光垫112 上。用真空或表面张力，将衬底140a、b固定在每个衬底载具120a、b上。每个衬底载具 120a、b施加压力，同时在整个抛本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种化学机械抛光机，其包括：（ａ）抛光台板，其能够支承抛光垫；（ｂ）第一和第二衬底载具，其各自能够将衬底固定在所述抛光垫上；和（ｃ）第一和第二浆液分配器，每个浆液分配器包括：（ｉ）臂，其包括旋转端和远端；（ｉｉ）至少一个浆液分配喷嘴，其位于所述远端上；和（ｉｉｉ）分配器驱动器，其能够使所述臂围绕所述旋转端旋转，以使得处于所述远端处的所述浆液分配喷嘴摆动，以在所述抛光台板上分配浆液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉林，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US