化学机械平坦化系统以及垫修整轮技术方案

本公开描述一种化学机械平坦化系统以及垫修整轮，其中，化学机械平坦化系统包括在旋转平台上的垫、配置为将晶圆表面保持在垫上并向晶圆施加压力的晶圆承载座、配置成在垫上分配研磨浆的研磨浆分配器、以及配置为对垫进行修整的修整轮。修整轮还包括底座和附接到底座的一或多个可挠结构，每个可挠结构具有弹性体，弹性体配置为在垫的特征上施加下压力，其中下压力与特征的高度成正比。

Chemical mechanical flattening system and pad dressing wheel

The present disclosure describes a chemical mechanical flattening system and a pad dressing wheel, wherein the chemical mechanical flattening system includes a pad on a rotating platform, a wafer bearing seat configured to hold the wafer surface on the pad and apply pressure to the wafer, a slurry distributor configured to distribute slurry on the pad, and a dressing wheel configured to trim the pad. The dressing wheel also comprises a base and one or more flexible structures attached to the base, each of which has an elastomer configured to exert downward pressure on the characteristics of the pad, wherein the downward pressure is directly proportional to the height of the characteristics.

【技术实现步骤摘要】
化学机械平坦化系统以及垫修整轮
本公开涉及一种化学机械平坦化系统以及垫修整轮。
技术介绍
研磨垫修整器通过确保化学机械平坦化(chemicalmechanicalplanarization，CMP)工艺的一致性和稳定性来对研磨垫的表面“重新给予活力”(re-energize)并延长其寿命。新一代的研磨浆和研磨垫需要具有更高精度的垫修整器、修整设备和修整方法。
技术实现思路
在一些实施例中，化学机械平坦化系统包括在旋转平台上的垫、配置为将晶圆表面保持在垫上并向晶圆施加压力的晶圆承载座、配置成在垫上分配研磨浆的研磨浆分配器、以及配置为对垫进行修整的修整轮。修整轮还包括底座和附接到底座的一或多个可挠结构，每个可挠结构具有弹性体，弹性体配置为在垫的特征上施加下压力，其中下压力与特征的高度成正比。在一些实施例中，该弹性体包括钢弹簧、多孔聚合物、或弹性物。在一些实施例中，该一或多个可挠结构更包括一固态底座及一钻石膜。在一些实施例中，该一或多个可挠结构还包括一支撑框架，配置为预防该一或多个可挠结构弯曲。在一些实施例中，该一或多个可挠结构部分地设置在该底座的一后侧表面。在一些实施例中，该修整轮是配置为相较于施加到该垫的一较低特征的下压力施加一较大的下压力到该垫的一较高特征。在一些实施例中，垫修整轮包括旋转底座以及附接到旋转底座的一或多个可挠结构，其中一或多个可挠结构的每一者包括：弹性体，配置为施加下压力到垫上具有不同高度的表面特征、位于弹性体上的固态底座、位于固态底座上的钻石膜，配置为响应于弹性体施加的下压力而接触垫、以及支撑框架，配置为预防一或多个可挠结构弯曲。在一些实施例中，该弹性体包括钢弹簧、多孔聚合物、或弹性物。在一些实施例中，该弹性体具有介于约0.1mm至约30mm之间的高度以及介于约0.1mm至约100mm之间的直径。在一些实施例中，该固态底座具有介于约0.1mm至约30mm之间的高度以及介于约0.1mm至约100mm之间的直径。在一些实施例中，该钻石膜具有介于约1μm至约1000μm之间的厚度。在一些实施例中，该固态底座包括塑胶、钢、或金属。在一些实施例中，该支撑框架围绕该弹性体至少一部分的侧壁。在一些实施例中，垫修整轮包括旋转底座以及附接到旋转底座的一或多个弹性结构，其中一或多个弹性结构的每一者包括：弹性体，配置为施加第一下压力到垫的第一特征上，以及施加第二下压力到垫的一第二特征上，其中第一下压力与第二下压力不同、位于弹性体上的固态底座、以及位于固态底座上的钻石膜。在一些实施例中，该垫修整轮还包括：一支撑框架，包围该一或多个可挠结构的侧壁的一部分，配置为预防该一或多个可挠结构弯曲。在一些实施例中，该支撑框架具有介于约0.1mm至约60mm之间的高度。在一些实施例中，该旋转底座围绕该弹性体的至少一部分。在一些实施例中，该弹性体具有约0.1mm至约30mm之间的高度。在一些实施例中，该弹性体具有约0.1mm至约100mm之间的直径。在一些实施例中，该第一特征与该第二特征的高度差小于约1mm。附图说明以下将配合说明书附图详述本公开的实施例。应注意的是，依据在业界的标准做法，多种特征并未按照比例示出且仅用以说明例示。事实上，可能任意地放大或缩小元件的尺寸，以清楚地表现出本公开的特征。图1是根据一些实施例的研磨工具的剖面图。图2是根据一些实施例的研磨垫的剖面图。图3是根据一些实施例的具有可挠结构的示例性垫修整轮的剖面图。图4A～图4D是根据一些实施例的具有不同可挠结构布置方式的修整轮的后侧表面的平面图。图5是根据一些实施例的示例性修整轮的剖面图，其中可挠结构部分地设置在修整轮的底座中。图6是根据一些实施例的示例性修整轮的剖面图，其中可挠结构部分地设置在修整轮的底座中。图7是根据一些实施例的具有可挠结构的示例性修整轮的剖面图，其特征为具有支撑框架。图8是根据一些实施例的具有支撑框架的示例性可挠结构的等角视图。图9是根据一些实施例的具有可挠结构的示例性修整轮的剖面图，其特征为具有支撑框架。图10是根据一些实施例的在修整工艺期间在研磨垫上具有可挠结构的示例性修整轮的剖面图。图11是根据一些实施例的用修整轮来修整研磨垫的方法的流程图，其中修整轮上具有一或多个可挠结构。附图标记说明：100化学机械平坦化研磨器(研磨器)102研磨垫(垫)104平台106晶圆承载座108修整轮110研磨浆供应器112晶圆114研磨浆200垫区202顶表面204底表面300、500、600、700、900修整轮302、502、602底座304弹性体306固态底座308钻石膜310、720可挠结构710支撑框架710H、730、H、H1、H2、2H高度1100方法1110、1120、1130、1140操作P压力S间距具体实施方式应理解的是，以下公开许多不同的实施方法或是范例来实行所提供的标的的不同特征，以下描述具体的元件及其排列的实施例以阐述本公开。当然这些实施例仅用以例示，且不该以此限定本公开的范围。举例来说，在说明书中提到第一特征部件形成于第二特征部件之上，其包括第一特征部件与第二特征部件是直接接触的实施例，另外也包括于第一特征部件与第二特征部件之间另外有其他特征的实施例，亦即，第一特征部件与第二特征部件并非直接接触。此外，其中可能用到与空间相关用词，例如“在……下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，这些空间相关用词为了便于描述图示中一个(些)元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系，这些空间相关用词包括使用中或操作中的装置的不同方位，以及附图中所描述的方位。当装置被转向不同方位时(旋转90度或其他方位)，则其中所使用的空间相关形容词也将依转向后的方位来解释。本文所使用的用词“名义上”是指在产品或工艺的设计阶段期间所设定的组件或工艺操作的特征或参数的期望值或目标值、以及高于及/或低于期望值的数值。上述数值的范围通常是由于生产工艺或公差的微小变化而造成。本文所用的用词“实质上”代表给定数量的值的±5％范围内的数值。本文所用的用词“约”表示可以基于与目标半导体装置相关的特定技术节点而变化的特定数量的值。基于特定技术节点，用词“约”可以表示在给定数量的值，其在如数值的10％～30％内变化(如数值的±10％、±20％或±30％)。本文中的用词“垂直”代表名义上垂直于基板的表面。化学机械平坦化(Chemicalmechanicalplanarization，CMP)是整体的晶圆表面平坦化技术，其在具有研磨浆的情况下通过晶圆和研磨垫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械平坦化系统，包括：/n一垫，位于一旋转平台上；/n一晶圆承载座，配置为将一晶圆表面保持在该垫上，并对该晶圆施加压力；/n一研磨浆分配器，配置为在该垫上分配研磨浆；以及/n一修整轮，配置为修整该垫，包括：/n一底座；以及/n一或多个可挠结构，附接到该底座，且该一或多个可挠结构的每一者包括一弹性体，配置为在该垫的一特征上施加一下压力，其中该下压力与该特征的高度成正比。/n

【技术特征摘要】
20180524 US 15/988,4351.一种化学机械平坦化系统，包括：
一垫，位于一旋转平台上；
一晶圆承载座，配置为将一晶圆表面保持在该垫上，并对该晶圆施加压力；
一研磨浆分...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄君席，
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;TW