兼容的研磨垫以及研磨模块制造技术

研磨设备包括外壳、耦接至该外壳的柔性底座、以及设置于该柔性底座的第一侧上的接触区域，其中该柔性底座基于该外壳与该柔性底座的第二侧内含有的压力而膨胀和收缩，以于该第一侧形成接触面积，该接触面积小于该柔性底座的表面面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的实施例总体上涉及研磨基板(诸如半导体基板)的方法与装置。更具体而言，涉及用于在电子设备制造工艺中研磨基板的边缘的方法与装置。
技术介绍
化学机械研磨是常用于高密度集成电路的制造的工艺，该工艺用以通过在研磨流体存在的情况下移动与研磨垫接触的基板的特征侧(即，基板的沉积物接收表面)来平坦化或研磨经沉积于基板上的材料的层。在典型的研磨工艺中，基板经固定于承载头中，该承载头朝向研磨垫推进或按压基板的背侧。通过化学和机械活动的组合，从与研磨垫接触的基板的特征侧移除材料。承载头可含有多个单独控制的压力区域，该等单独控制的压力区域对基板的不同区域施加差压(differentialpressure)。例如，若与在基板中心处期望的材料移除相比，于基板的外周边缘处期望的材料移除较高，则可使用承载头对基板的外周边缘施加较多压力。然而，基板的刚度(stiffness)倾向于重新分配承载头所施加于基板的压力，以使得对基板所施加的压力可能被分散或被平滑化。该平滑化效应使得局部压力施加(用于局部材料移除)十分困难，虽然不是不可能。再者，基板可能于处理期间变成非平坦的，且当基板于常规系统中被研磨时，基板上的特定区域可能经受材料的过度移除或移除不足，此可归因于基板质量、研磨控制的精准度、或其他因素，这些因素的各者可能损害基板上的器件的部分而降低良率。因此，需要一种有助于从基板的局部区域移除材料的方法与装置。
技术实现思路
本公开的实施例总体上涉及研磨基板(诸如半导体基板)的方法与装置。于一实施例中，提供一种研磨设备。该研磨设备包括外壳、耦接至该外壳的柔性底座、以及设置在该柔性底座的第一侧上的接触区域，其中该柔性底座基于该外壳与该柔性底座的第二侧内所含有的压力而膨胀和收缩，以便在该第一侧上形成接触面积，该接触面积小于该柔性底座的表面面积。于另一实施例中，提供一种研磨模块。该研磨模块包括具有基板接收表面与周界的卡盘，以及定位在该卡盘的该周界附近的研磨垫，该研磨垫包含定位在柔性底座的中心附近的接触区域，其中通过对该柔性底座的背侧施加压力，该研磨垫是可膨胀的。于另一实施例中，提供一种研磨基板的方法。该方法包括推压设置在外壳上的研磨垫抵靠基板的表面，该研磨垫设置在柔性底座上；以及通过调整对该柔性底座的背侧的压力来调整该研磨垫的接触面积，其中该接触面积小于该柔性底座的表面面积。附图说明因此，为了详细理解本公开的上述特征的方式，可参考实施例得出以上简要概括的本公开的更具体的描述，实施例中的一些在附图中绘示。然而，应注意的是，所附附图仅绘示了本公开的典型实施例，并且因此不认为是对其范围的限制，因为本公开允许其他等效的实施例。图1A是处理站的一个实施例的部分截面图。图1B是研磨模块的一个实施例的示意截面图。图2A是研磨模块的另一实施例的侧面剖面图。图2B是图2A所示的研磨模块的等距俯视图。图3是研磨头的一个实施例的侧面剖面图。图4是研磨头的另一实施例的侧面剖面图。图5A及图5B是示出研磨垫的不同实施例的俯视图。图6是沿图5A的线6-6的研磨垫的部分的等距剖面图。为促进理解，于可能处已使用相同的附图标记来标志附图中共有的相同元素。构想到，一个实施例中所公开的元素可有利地被利用于其他实施例中而无需特定的描述。具体实施方式本公开的实施例提供研磨系统以及结合研磨系统的用来研磨基板的研磨模块。如本文所述的研磨模块的实施例在径向速率控制以及角向(theta(Θ)direction)速率控制上提供精细分辨率(例如，小于约3厘米(mm))。本公开的方面包括具有局部区域中的受限的凹陷(dishing)和/或侵蚀(erosion)的改良的局部研磨控制。图1A是处理站100的一个实施例的部分截面图，处理站100配置为执行研磨工艺，诸如化学机械研磨(CMP)工艺或电化学机械研磨(ECMP)工艺。图1B是研磨模块101的一个实施例的示意截面图，当该研磨模块101与处理站100结合使用时，这构成研磨系统的一个实施例。处理站100可被用于执行全局CMP工艺，例如，用以研磨基板102的主要侧的整个表面。当使用处理站100未充分地研磨基板102的局部区域(诸如基板102的外周边缘)时，研磨模块101可被用以研磨该局部范围。研磨模块101可被用于在由处理站100执行的全局CMP工艺之前或之后研磨基板102的边缘或其他局部区域。处理站100和研磨模块101的各者可以是独立式单元或较大的处理系统的部分。可经适配成利用处理站100和研磨模块101中的一者或两者的较大的处理系统的示例包括可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司得到的LK、MIRRA研磨系统、以及其他的研磨系统，还有可从其他制造商得到的研磨系统。处理站100包括可旋转地支撑于底座110上的平台105。平台105可操作地耦接至驱动电机115，驱动电机115经适配成绕旋转轴A来旋转平台105。平台105支撑由研磨材料122制成的研磨垫120。于一个实施例中，研磨垫120的研磨材料122为可商业取得的垫材料，诸如典型地使用于CMP工艺中的基于聚合物的垫材料。聚合物材料可以是聚胺甲酸酯、聚碳酸酯、氟基聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫(PPS)、或上述各项的组合。研磨材料122可进一步包含开孔型(opencell)或闭孔型(closedcell)发泡聚合物、弹性体、毡(felt)、浸渍的毡、塑料、以及与处理的化学性质兼容的类似材料。于另一实施例中，研磨材料122是用多孔的涂料所浸渍的毡材料。于其他实施例中，研磨材料122包括至少部分导电的材料。承载头130设置于研磨垫120的处理表面125上方。承载头130固定基板102且在处理期间朝向研磨垫120的处理表面125(沿Z轴)可控制地推压基板102。承载头130含有分区的压力控制设备，该压力控制设备经图示为外区压力施加器138A与内区压力施加器138B(两者均以伪像方式图示)。外区压力施加器138A与内区压力施加器138B于研磨期间对基板102的背侧施加可变的压力。外区压力施加器138A与内区压力施加器138B可经调整以对基板102的边缘区域提供较基板102中心区域相比更大的压力，且反之亦然。因此，外区压力施加器138A与内区压力施加器138B用以调谐研磨工艺。承载头130安装至支撑件140，该支撑件140支撑承载头130且有助于承载头130相对于研磨垫120的移动。支撑件140可以以在研磨垫120上方悬吊承载头130的方式耦接至底座110或安装于处理站100上方。于一个实施例中，支撑件140安装于处理站100上方的旋转式传送带、直线轨道或圆形轨道。承载头130耦接至驱动系统145，该驱动系统145提供承载头130绕旋转轴B的至少旋转移动。驱动系统145可附加地配置为相对于研磨垫120横向地(X和/或Y轴)沿支撑件140移动承载头130。于一个实施例中，驱动系统145除横向移动外还相对于研磨垫120竖直地(Z轴)移动承载头130。例如，驱动系统145除提供基板102相对于研磨垫120的旋转和/或横向移动外还可被利用以朝向研磨垫120移动基板102。承载头130的横向移动可以是线性或弧形或扫掠运动。调节设备150与流体施加器155示为定位于研磨垫120的处理表面1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨设备，所述研磨设备包含：外壳；柔性底座，所述柔性底座耦接至所述外壳；以及接触区域，所述接触区域设置于所述柔性底座的第一侧上，其中所述柔性底座基于所述外壳与所述柔性底座的第二侧内所含有的压力而膨胀和收缩，以便在所述第一侧上形成接触面积，所述接触面积小于所述柔性底座的表面面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.03 US 62/020,857;2014.09.04 US 14/476,9911.一种研磨设备，所述研磨设备包含：外壳；柔性底座，所述柔性底座耦接至所述外壳；以及接触区域，所述接触区域设置于所述柔性底座的第一侧上，其中所述柔性底座基于所述外壳与所述柔性底座的第二侧内所含有的压力而膨胀和收缩，以便在所述第一侧上形成接触面积，所述接触面积小于所述柔性底座的表面面积。2.如权利要求1所述的设备，其中所述接触区域从所述柔性底座突起。3.如权利要求1所述的设备，其中所述接触区域沿弧段定位在所述底座上。4.如权利要求1所述的设备，其中所述接触区域包含多个接触垫。5.如权利要求1所述的设备，其中所述柔性底座在所述柔性底座的周界处包含突起的唇部。6.如权利要求1所述的设备，其中所述接触面积是可调整...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志宏，J·古鲁萨米，S·M·苏尼加，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US