用于抛光衬底的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种用于抛光衬底的抛光系统和方法。抛光系统包括具有压盘和压盘上方的抛光垫的抛光装置。抛光系统还包括被配置为使衬底与抛光垫接合的衬底承载装置。抛光系统还包括被配置为监控抛光垫的厚度的厚度感测装置。

System and method for polishing substrate

The present invention provides a polishing system and method for polishing a substrate. Polishing system includes polishing device having a polishing pad on a pressure plate and a pressure plate. The polishing system further includes a substrate bearing device configured to engage the substrate with the polishing pad. The polishing system also includes a thickness sensing device configured to monitor the thickness of the polishing pad.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例一般地涉及半导体
，更具体地，涉及抛光系统及方法。
技术介绍
半导体集成电路(IC)工业经历了快速发展。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC。每一代都具有比先前一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理和制造IC的复杂度。在IC演进过程中，功能密度(即，单位芯片面积中互连器件的数量)通常在增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))减小。这种规模缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本来提供很多益处。近几十年，已经使用化学机械抛光(CMP)工艺来平坦化用于建立IC的多层，从而有助于提供更精确地构建的IC的器件部件。CMP工艺是结合化学去除和机械抛光的平坦化工艺。因为CMP工艺实现了在整个晶圆表面上的全局平坦化，所以它是一种受欢迎的工艺。CMP抛光晶圆并且从晶圆上去除材料，并且作用在多个材料表面上。由于CMP工艺是用于形成IC的重要工艺之一，所以希望具有维持CMP工艺的可靠性和效率的机制。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本专利技术的一方面，提供了一种抛光系统，包括：抛光装置，具有压盘和所述压盘上方的抛光垫；衬底承载装置，被配置为使衬底与所述抛光垫接合；以及厚度感测装置，被配置为监控所述抛光垫的厚度。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于执行抛光工艺的方法，包括：
使用抛光垫抛光衬底；监控所述抛光垫的厚度；以及如果所述抛光垫的厚度小于预定值，则使用第二抛光垫替换所述抛光垫。根据本专利技术的又一方面，提供了一种用于执行化学机械抛光(CMP)工艺的方法，包括：使用抛光垫抛光衬底；在所述衬底与所述抛光垫之间提供研磨液；调节所述抛光垫；监控所述抛光垫的厚度；以及如果所述抛光垫的厚度小于预定值，则使用第二抛光垫替换所述抛光垫。附图说明当结合附图进行阅读时，根据以下详细的描述可以更好地理解本专利技术的各个方面。应该注意的是，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。图1是根据一些实施例的抛光系统的透视图。图2A是根据一些实施例的抛光系统的一部分的截面图。图2B是根据一些实施例的抛光系统的一部分的截面图。图2C是根据一些实施例的抛光系统的一部分的截面图。图3是示出根据一些实施例的用于执行抛光工艺的方法的流程图。图4是示出根据一些实施例的用于执行抛光工艺的方法的流程图。图5是根据一些实施例的抛光系统的透视图。图6是根据一些实施例的抛光系统的透视图。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同实施例或实例，用于实现所提供主题的不同特征。以下将描述组件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然，这些仅是实例并且不意欲限制本专利技术。例如，在以下描述中，在第二部件上方或上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件被形成为直接接触的实施例，也可以包括形成在第一部件和第二部件之间的附加部件使得第一部件和第二部件不直接接触的实施例。另外，本专利技术可以在多个实例中重复参考标号和/或字符。这种重复是为了简化和清楚的目的，并且其本身不指示
所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“在…下方”、“在…下面”、“下部”、“在…上面”、“上部”等空间关系术语以描述如图所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除图中所示的方位之外，空间关系术语意欲包括使用或操作过程中的器件的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其他方位)，并且在本文中使用的空间关系描述符可同样地作相应地解释。描述本专利技术的一些实施例。图1是根据一些实施例的抛光系统100的透视图。附加部件可以添加在抛光系统中。对于不同的实施例，可以替换或去除下文描述的一些部件。在一些实施例中，抛光系统100是化学机械抛光(CMP)系统。CMP系统使用化学反应和机械研磨的组合，以从半导体器件的表面去除材料。如图1所示，根据一些实施例，抛光系统100包括抛光装置102和衬底承载装置(substrate carrying assembly)104。衬底承载装置104配置为将衬底118保持在抛光装置102上，以执行抛光工艺，诸如CMP工艺。在一些实施例中，衬底118是半导体晶圆。在一些实施例中，衬底承载装置104包括机械臂114和衬底载体116。衬底载体116也可以叫做抛光头。在一些实施例中，机械臂114包括可旋转轴。抛光装置102被配置为抛光衬底118的表面。在一些实施例中，抛光装置102包括压盘108和安装或固定在压盘108上方的抛光垫110。在一些实施例中，压盘108是被配置为在一个或多个方向上旋转的可旋转压盘。压盘108能够在顺时针方向和/或逆时针方向上旋转。在一些实施例中，抛光装置102还包括研磨液输送单元112。研磨液输送单元112用于将研磨液111供应至抛光垫110上。研磨液111可以包括具有特殊尺寸和形状的研磨颗粒并且可以悬浮在水溶液中。研磨颗粒可以大致与要被抛光的衬底118的材料层一样硬。根据要被抛光的材料，可以将酸或碱添加到水溶液中。其他添加剂(诸如表面活性剂和/或缓冲剂)可以添加到水溶液中。衬底载体116适应于保持衬底118，以使衬底118的表面与抛光垫110
接合。衬底载体116也可以适应于在衬底118上提供向下的压力。在一些实施例中，当正在执行抛光工艺(诸如CMP工艺)时，抛光垫110与衬底118直接接触并且通过压盘108进行旋转。在一些实施例中，在抛光工艺期间，通过研磨液输送单元112将研磨液111连续不断地提供在抛光垫110上。在一些实施例中，在抛光工艺期间，衬底118通过衬底承载装置104也进行旋转。在一些实施例中，衬底118和抛光垫110在相同方向上同时旋转。例如，衬底118和抛光垫110都在顺时针方向上旋转。可选地，衬底118和抛光垫110都在逆时针方向上旋转。在一些实施例中，衬底118和抛光垫110在不同方向上(即，一个在顺时针方向上而另一个在逆时针方向上)同时旋转。在一些其他实施例中，衬底118在抛光工艺期间不旋转。可以通过各种参数来影响抛光速率。这些参数可以包括衬底118上的向下压力、压盘108和衬底载体116的转速、研磨液111的化学成分、研磨液111中研磨颗粒的浓度、研磨液111的温度和研磨液111中研磨颗粒的形状、尺寸和/或分布。在一些实施例中，抛光垫110是多孔结构，并且具有粗糙的抛光表面。在一些实施例中，抛光垫110包括多个凹槽。这些凹槽可以用于保持研磨液111，以确保在抛光工艺期间足量的研磨液111提供在抛光垫110与衬底118之间。图2A是根据一些实施例的抛光系统(诸如抛光系统100)的一部分的截面图。在一些实施例中，如图2A所示，抛光垫110包括多个凹槽210。在一些实施例中，凹槽210是沟槽。在执行抛光工艺后，抛光屑(例如，来自衬底去除的部分和/或研磨颗粒)可以填充抛光垫110的孔。因此，抛光表面变得光滑，并且抛光垫110的表面粗糙度减小。结果，降低了抛光速率。根据一些实施例，为了维持抛光速率，调节抛光垫110，以恢复抛光垫110的纹理。对抛光垫110执行修整操作(或调节操作)。在一些实施例中，如图1所示，抛光系统100还包括调节装置106。根据一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光系统，包括：抛光装置，具有压盘和所述压盘上方的抛光垫；衬底承载装置，被配置为使衬底与所述抛光垫接合；以及厚度感测装置，被配置为监控所述抛光垫的厚度。

【技术特征摘要】
2015.05.29 US 14/725,3671.一种抛光系统，包括：抛光装置，具有压盘和所述压盘上方的抛光垫；衬底承载装置，被配置为使衬底与所述抛光垫接合；以及厚度感测装置，被配置为监控所述抛光垫的厚度。2.根据权利要求1所述的抛光系统，还包括：导电元件，位于所述抛光垫中或下方。3.根据权利要求2所述的抛光系统，其中，所述厚度感测装置包括：涡流感测装置，被配置为检测由所述导电元件生成的涡流。4.根据权利要求3所述的抛光系统，其中，所述涡流感测装置位于所述抛光垫上面。5.根据权利要求3所述的抛光系统，其中，所述涡流感测装置位于所述压盘下面。6.根据权利要求3所述的抛光系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖俊宇，蔡瑛修，张维真，邱怡菁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71