耐腐蚀保持环制造技术

本文所述的实施方式保护抛光系统的保持环不受腐蚀性抛光化学物质的影响。在一个实施方式中，保持环具有环形主体，所述环形主体具有顶表面、内径侧壁、外径侧壁和底表面。内径侧壁被配置成用于限定基板。环形主体具有：刚性环形部分；聚合物环形部分，所述聚合物环形部分堆叠在刚性环形部分上且覆盖刚性环形部分的至少三侧；多个槽，所述多个槽形成在底表面中；和多个排水口，所述多个排水口穿过聚合物环形部分形成，其中排水口与刚性环形部分隔离。

Corrosion resistant retaining ring

The embodiments described herein protect the retaining ring of the polishing system from the influence of corrosive polishing chemicals. In one embodiment, the retaining ring has an annular body having a top surface, an inner diameter side wall, an outer diameter sidewall, and a bottom surface. The inner diameter side wall is configured to define the substrate. The annular main body has a rigid annular portion; polymer annular portion, the polymer annular portion stacked on a rigid annular part and covers part of the rigid ring at least three side; a plurality of grooves, wherein a plurality of grooves formed in the bottom surface; and a plurality of outlet, the plurality of outlet through polymer annular part the formation, drain and rigid annular part isolation.

【技术实现步骤摘要】
耐腐蚀保持环
本专利技术的实施方式涉及用于抛光基板，比如半导体基板的抛光系统。更特定而言，实施方式涉及保持环、化学机械平坦化(chemicalmechanicalplanarization；CMP)系统和用于提高保持环寿命的方法。
技术介绍
化学机械抛光(Chemicalmechanicalpolishing；CMP)是在高密度集成电路制造中用以平坦化或抛光沉积在基板上的材料层的常用工艺。承载头可将保持在其中的基板提供至CMP系统的抛光站，且在存在抛光液的情况下相抵于移动的抛光垫可控地推动基板。通过化学和机械活动的组合，材料从与抛光表面接触的基板的特征侧去除。抛光时从基板去除的材料悬浮在抛光液中。悬浮的材料通过抛光液从抛光站去除。承载头通常包括保持环，所述保持环限定(circumscribe)基板且可促进将基板保持在承载头中。保持环的底表面通常在抛光期间与抛光垫接触。保持环可具有槽以促进抛光液运动至及离开基板。当抛光基板时，浆料和已去除的悬浮材料可粘附和累积在基板和保持环之间的区域中。粘附的物质侵蚀保持环的金属表面。另外，粘附的物质可能结块且回退到抛光垫上且从而成为基板缺陷的来源。因此，需要一种改进的保持环、具有改进的保持环的抛光系统。
技术实现思路
本文所述的实施方式保护抛光系统的保持环不受腐蚀性抛光化学物质的影响。在一个实施方式中，保持环具有环形主体，所述环形主体具有顶表面、内径侧壁、外径侧壁和底表面。内径侧壁被配置成用于限定基板。环形主体具有：刚性环形部分；聚合物环形部分，所述聚合物环形部分堆叠在刚性环形部分上且覆盖刚性环形部分的至少三侧；多个槽，所述多个槽形成在底表面中；和多个排水口(washport)，所述多个排水口穿过聚合物环形部分形成，其中排水口与刚性环形部分隔离。附图说明为了可详细地理解本专利技术的上述特征的方式，可参考实施方式获得本专利技术的更特定的描述，在附图中示出实施方式的一些实施方式。然而，应注意的是，附图仅示出本专利技术的典型实施方式，并且因此不被视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他同等有效的实施方式。图1是抛光系统的部分截面图。图2是具有保持环的承载头的部分截面图。图3是保持环的俯视图。图4A和图4B是示出耐腐蚀保持环的一个实施方式的截面图。图5A和图5B是示出耐腐蚀保持环的另一实施方式的截面图。图6A和图6B是示出耐腐蚀保持环的又一实施方式的截面图。为了促进理解，在可能的情况下，已使用相同的标记数字表示诸图共用的相同元件。可以预期，在一个实施方式中公开的元件可有利地用于其他实施方式，而无需特定叙述。具体实施方式本文描述了保持环、化学机械平坦化系统(CMP)和用于抛光基板的方法。保持环包括金属部分的封装以延长保持环的使用寿命。图1是化学机械抛光系统(CMP)100的部分截面图。CMP系统100包括承载头150，承载头150将基板135(以虚线示出)保持在保持环130内部，且在处理期间将基板135放置成与抛光垫175的抛光表面180接触。抛光垫175置放在工作台176上。工作台176通过工作台轴182耦接至电机184。当CMP系统100抛光基板135时，电机184使工作台176且因此使抛光垫175的抛光表面180围绕工作台轴182的轴线186旋转。CMP系统100可包括化学品输送系统190和垫清洗系统160。化学品输送系统190包括保持抛光液191的化学品槽罐196，所述抛光液比如为浆料或去离子水。抛光液191可通过喷嘴198喷到抛光表面180上。抛光表面180旋转抛光液191而使抛光液191与基板135接触，由承载头150相抵于抛光表面180按压所述基板以平坦化基板135。集水槽192可收集旋转离开抛光垫175的抛光液191。所收集的抛光液191可被过滤以去除杂质且运输回化学品槽罐196以便重新使用。垫清洗系统160可包括输水管162，所述输水管喷洒去离子水164至抛光垫175的抛光表面180上。管将输水管162连接至去离子水槽罐(未示出)。在抛光之后，来自输水管162的去离子水164可清洗来自基板135、承载头150和抛光表面180的碎屑和过量抛光液191。虽然垫清洗系统160和化学品输送系统190被示出为分离的元件，但是应理解，单个系统可同时进行输送去离子水164和输送抛光液191的功能。承载头150被耦接至轴108。轴108被耦接至电机102。电机102被耦接至臂170。电机102相对于臂170以线性运动(X轴和/或Y轴方向)横向地移动承载头150。承载头150还包括致动器104，所述致动器被配置成用于相对于臂170和/或抛光垫175在Z轴方向上移动承载头150。承载头150还被耦接至旋转致动器或电机106，所述旋转致动器或电机使承载头150围绕旋转轴相对于臂170旋转，所述旋转轴与承载头150的中心线111对准。电机/致动器104、102和106相对于抛光垫175的抛光表面180定位和/或移动承载头150。在一个实施方式中，电机/致动器104、102和106在处理期间相对于抛光表面180旋转承载头150，并提供向下的力以相抵于抛光垫175的抛光表面180推动基板135。承载头150包括容纳柔性膜140的主体125。柔性膜140在承载头150的下侧上提供与基板135接触的表面。承载头150也可包含设置在主体125和柔性膜140之间的一或更多个囊状物110/112。当基板135保持在承载头150中时，柔性膜140接触基板135的背侧。囊状物110/112被耦接至第一可变压力源145A，所述第一可变压力源有选择地输送流体至囊状物110/112以施加力至柔性膜140。在一个实施方式中，囊状物110施加力至柔性膜140的外区域，而囊状物112施加力至柔性膜140的中央区域。从囊状物110/112施加至柔性膜140的力可被传输至基板135的各部分，且可用于控制基板135相抵于抛光垫175的抛光表面180施加的边缘至中心压力分布。第一可变压力源145A被配置成用于独立地输送流体至每一囊状物110/112，以控制通过柔性膜140到达基板135的各个区域的力。另外，可在承载头150中提供真空口(未示出)以施加吸力至基板135的背侧，从而促进在承载头150中保持基板135。主体125和柔性膜140由保持环130限定。保持环130通过致动器132耦接至主体125。致动器132由第二可变压力源145B控制。第二可变压力源145B提供流体或从致动器132去除流体，这引起保持环130在Z轴方向上相对于承载头150的主体125移动。第二可变压力源145B适于独立于由电机104提供的运动提供保持环130的Z方向运动。第二可变压力源145B可通过施加负压或正压至致动器132和/或保持环130来提供保持环130的运动。在一个方面中，为了提供用于相抵于抛光垫175按压基板135的力，压力被施加于保持环130以在抛光工艺期间，朝向抛光垫175的抛光表面180推动保持环130。保持环130可由一或更多种材料形成，比如金属、陶瓷或塑料。所述材料可被选择以向保持环130提供刚性和寿命。保持环130可具有多个浆料释放槽244(图2中所示)。保持环130可另外具有一或更多个排水口120。排水口120和浆料释放槽24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于抛光系统的保持环，所述保持环包含：环形主体，所述环形主体具有顶表面、内径侧壁、外径侧壁和底表面，所述内径侧壁被配置成用于限定基板；其中所述环形主体包含：刚性环形部分；聚合物环形部分，所述聚合物环形部分堆叠在所述刚性环形部分上且覆盖所述刚性环形部分的至少三侧；多个槽，所述多个槽形成在所述底表面中；和多个排水口，所述多个排水口穿过所述聚合物环形部分形成，其中所述排水口与所述刚性环形部分隔离。

【技术特征摘要】
2015.10.16 US 14/885,9441.一种用于抛光系统的保持环，所述保持环包含：环形主体，所述环形主体具有顶表面、内径侧壁、外径侧壁和底表面，所述内径侧壁被配置成用于限定基板；其中所述环形主体包含：刚性环形部分；聚合物环形部分，所述聚合物环形部分堆叠在所述刚性环形部分上且覆盖所述刚性环形部分的至少三侧；多个槽，所述多个槽形成在所述底表面中；和多个排水口，所述多个排水口穿过所述聚合物环形部分形成，其中所述排水口与所述刚性环形部分隔离。2.如权利要求1所述的保持环，其中所述排水口相对于所述环形主体的中心线非垂直。3.如权利要求1所述的保持环，其中所述聚合物环形部分包含：凸起部分，所述凸起部分延伸至所述刚性环形部分中，所述排水口穿过所述凸起部分形成。4.如权利要求3所述的保持环，其中所述排水口的内径由所述聚合物环形部分覆盖。5.如权利要求1所述的保持环，其中所述刚性环形部分由所述聚合物环形部分完全封装。6.如权利要求1所述的保持环，进一步包含：形成在所述排水口的内径中的涂层，所述涂层将所述刚性环形部分与所述排水口隔离。7.一种用于抛光系统的保持环，所述保持环包含：环形主体，...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘加达尔·希拉瓦特，西蒙·亚沃伯格，胡永其，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国,US