抛光表面制造技术

本发明专利技术提供一种抛光装置。该抛光装置包括：可旋转压盘；驱动机构，用于以线性方向逐渐推进具有抛光表面的抛光片通过所述压盘；在所述压盘上的子垫，用于支撑所述抛光片，所述子垫具有形成于其中的凹槽；以及真空源，其与所述子垫的凹槽相连接并且配置用于提供足以将部分所述抛光片拉入所述子垫的凹槽中的真空，以在所述抛光表面形成凹槽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体器件制造领域。
技术介绍
本专利技术涉及用于化学机械抛光衬底的装置和方法。通常通过在硅晶圆上顺序沉积导体层、半导体层或者绝缘层形成集成电路。制造步骤包括在构图的停止层上沉积填料层，并对该填料层进行平坦化处理直到暴露停止层为止。例如，可以通过导体层填充绝缘层中的凹槽或者孔。然后抛光该填料层直到保留绝缘层的突起图案。在平坦化以后，在绝缘层突起图案之间保留的导电层部分形成在衬底上的薄膜电路之间提供导电路径的通孔、接点和连线。化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。该平坦化方法通常需要将衬底固定在载体或者研磨头上。该衬底的暴露面靠在旋转研磨垫上。该研磨垫可以是标准研磨垫也可以是固定研磨剂垫。标准垫具有耐用的粗糙表面，而固定研磨剂垫具有保持在容纳媒介中的研磨剂颗粒。承载头对衬底施加可控负载从而使其紧靠研磨垫。对研磨垫的表面施加研磨溶液，例如再采用标准垫的情况该研磨浆体包括至少一种化学反应剂和研磨剂颗粒。有效的CMP工艺不但可以提供较高的抛光速率，而且可以提供光滑(需要小尺寸粗糙度)以及平坦(需要大尺寸粗糙度)的衬底表面。其中抛光速率、光滑度和平坦度由垫和浆体混合物、衬底和垫之间的相对速度和将衬底压再垫上的压力决定。该抛光速率决定抛光层所需的时间，而抛光层所需的时间反过来决定CMP装置的最大产量。
技术实现思路
在一个方案中，描述一种抛光物。该抛光物包括具有线性透明部分的线性抛光片，其中所述线性透明部分由在约2.5英寸的半径范围分布而不会破裂的弹性材料形成。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述抛光片的上表面与所述线性透明部分的上表面基本共平面。所述线性透明部分由聚亚安酯材料形成。所述材料在肖氏硬度D标尺上具有约60的硬度。所述材料具有约50密耳的厚度。所述线性抛光片的上表面由足够耐受金刚石涂层制具的制造的材料形成。所述线性抛光片的上表面由非固定研磨剂的抛光材料形成。所述线性抛光片包括顶层和底层。所述线性抛光片还包括在所述顶层和底层之间的粘结层。所述抛光片包括抛光层并且所述透明部分成型于所述抛光层。在另一方案中，描述一种抛光仓。该抛光仓包括两个辊，送料辊和卷取辊；以及线性抛光片，其中所述线性抛光片的第一端缠绕所述送料辊并且所述线性抛光片的第二端缠绕所述卷取辊。在一个方案中，描述一种抛光装置。该抛光装置包括可旋转压盘；驱动机构，用于以线性方向逐渐推进具有抛光表面的抛光片通过所述压盘；在所述压盘上的子垫，用于支撑所述抛光片，所述子垫具有形成于其中的凹槽；以及真空源，其与所述子垫的凹槽相连接并且配置用于提供足以将部分所述抛光片拉入所述子垫的凹槽中的真空，以在所述抛光表面形成凹槽。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述子垫包括多个凹槽。所述凹槽形成为同心圆形、同心椭圆形或螺旋形。所述凹槽形成为平行线或正交线。该抛光装置还包括所述抛光片。所述抛光片在抛光表面中具有多个凹槽。所述抛光片具有宽度和长度，其中所述长度大于所述宽度，并且形成在所述抛光片中的所述多个凹槽包括与所述抛光片的所述长度垂直延伸的凹槽。形成在所述抛光片中的所述多个凹槽包括与所述抛光片的所述长度平行延伸的凹槽。所述子垫比所述抛光片更可压缩。所述子垫可压缩。在另一方案中，描述一种方法。该方法包括在具有形成于其中的凹槽的子垫上支撑具有抛光表面的抛光片；以及提供足以将部分所述抛光片拉入所述子垫的凹槽中的真空，以在所述抛光表面形成凹槽。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。该方法可包括旋转支撑所述抛光片的压盘以旋转所述抛光片。该方法可包括使衬底与所述抛光片接触并对该衬底抛光。该方法可包括使所述抛光片与所述压盘脱离，并且以线性方法逐渐推进所述抛光片通过所述压盘的上表面。所述子垫包括多个凹槽。所述凹槽形成为同心圆形、同心椭圆形或螺旋形。在一个方案中，描述了一种抛光系统。该抛光系统包括抛光层；以及支撑该抛光层的子垫，所述子垫具有形成于其中的螺旋形凹槽。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述子垫由多层材料形成。所述子垫包括聚亚安酯材料的上层和泡沫材料的下层。所述上层具有在约60密耳到100密耳之间的厚度并且所述下层具有在约40密耳到60密耳之间的厚度。所述螺旋形凹槽具有在约35密耳到40密耳之间的深度。所述螺旋形凹槽完全延伸通过所述子垫的上层。所述螺旋形凹槽具有在约35密耳到40密耳之间的深度。所述子垫具有在约150密耳的厚度。所述螺旋形凹槽具有约50密耳的深度和约500密耳的宽度。所述子垫包括多个螺旋形凹槽，并且各螺旋形凹槽起点源自所述子垫的中心。所述子垫比所述抛光层更可压缩。在另一方案中，描述一种抛光系统。该抛光系统包括可旋转压盘；驱动机构，用于以线性方向逐渐推进抛光片通过所述压盘；以及在所述压盘上的子垫，用于支撑所述抛光片，所述子垫具有形成于其中的螺旋形凹槽。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。该抛光系统可包括旋转所述压盘的电机和控制所述电机的控制器，所述控制器配置用于使所述压盘以所述螺旋形凹槽的渐增半径的方向旋转。该抛光系统可包括旋转所述压盘的电机和控制所述电机的控制器，所述控制器配置用于使所述压盘以所述螺旋形凹槽的渐减半径的方向旋转。在一个方案中，描述一种抛光系统。该抛光系统包括抛光层，其具有第一凹槽图案的抛光表面；以及支撑所述抛光层的子垫，所述子垫具有不同于所述第一凹槽图案的第二凹槽图案。在另一方案中，描述一种抛光物。该抛光物包括延长的抛光层；以及支撑所述抛光层的透明承载层，所述透明承载层具有延伸进所述抛光层中的孔以在所述抛光层中提供透明窗口的设计。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述承载层与所述透明窗口为一个整体。所述承载层与所述透明窗口由聚合物材料形成。所述延长的抛光层具有一长度和一宽，并且所述突起以与所述长度平行的方向延长。所述窗口基本上延伸所述抛光层的整个长度。所述抛光层和所述承载层是粘着在一起的或者焊接在一起的。所述透明窗的暴露出的表面与所述抛光层的暴露出的表面基本上共平面。所述突起的两侧接触所述抛光层的相邻侧。所述承载头横跨抛光层的宽度延伸。所述承载头和所述突起在所述承载层和所述突起之间不具有接缝。在一个方案中，描述一种方法。该方法包括在具有凸起的透明部分的承载层上形成抛光层，基保所述透明部分未被所述抛光层覆盖。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述形成具有凸起的透明部分的抛光层的步骤包括包括制模、冲模、浇铸、通过压带轮、刀刃或者机械研磨成型中一个或多个。所述在承载层上形成抛光层的步骤包括在所述抛光层的上表面肝胆凹槽。该方法可包括在抛光层上制造承载层之前干燥或者固化抛光层。在另一方案中，描述一种方法。该方法包括形成具有突出到抛光层的孔中的突起的透明部分的承载层，其中所述透明部分没有被抛光层覆盖。本专利技术的实施方式包括下列一个或多个特征。所述形成承载层的步骤包括制造包括承载部分和突起的透明部分的一体块，所述突起的透明部分在抛光层中提供透明窗，其中所述承载部分暴露在主表面上并且与主表面相对的表面被抛光层覆盖，以及透明窗暴露在与抛光层的表面基本上共平面的表面上以及与所述承载部分的主表面基本上共平面的表面上。制造所述块的步骤包括去除覆盖透明窗的抛光层材料。形成承载层的步骤包括制模、冲模、浇铸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抛光物，包括：具有线性透明部分的线性抛光片，其中所述线性透明部分由在约２．５英寸的半径范围分布而不会破裂的弹性材料形成。

【技术特征摘要】
US 2006-2-15 60/773,9501.一种抛光物，包括具有线性透明部分的线性抛光片，其中所述线性透明部分由在约2.5英寸的半径范围分布而不会破裂的弹性材料形成。2.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述抛光片的上表面与所述线性透明部分的上表面为平面。3.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述线性透明部分由聚亚安酯材料形成。4.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述材料在肖氏硬度D标尺上具有约60的硬度。5.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述材料具有约50×10-3英寸的厚度。6.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述线性抛光片的上表面由足够耐受金刚石涂层制具的制造的材料形成。7.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述线性抛光片的上表面由非固定研磨剂的抛光材料形成。8.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述线性抛光片包括顶层和底层。9.根据权利要求8所述的线性抛光片，其特征在于，所述线性抛光片还包括在所述顶层和底层之间的粘结层。10.根据权利要求1所述的抛光物，其特征在于，所述抛光片包括抛光层并且所述透明部分成型于所述抛光层。11.一种抛光仓，包括两个辊，送料辊和卷取辊；以及权利要求1所述的线性抛光片，其中所述线性抛光片的第一端缠绕所述送料辊并且所述线性抛光片的第二端缠绕所述卷取辊。12.一种抛光装置，包括可旋转压盘；驱动机构，用于以线性方向逐渐推进具有抛光表面的抛光片通过所述压盘；在所述压盘上的子垫，用于支撑所述抛光片，所述子垫具有形成于其中的凹槽；以及真空源，其与所述子垫的凹槽相连接并且配置用于提供足以将部分所述抛光片拉入所述子垫的凹槽中的真空，以在所述抛光表面形成凹槽。13.根据权利要求12所述的抛光装置，其特征在于，所述子垫包括多个凹槽。14.根据权利要求13所述的抛光装置，其特征在于，所述凹槽形成为同心圆形、同心椭圆形或螺旋形。15.根据权利要求13所述的抛光装置，其特征在于，所述凹槽形成为平行线或正交线。16.根据权利要求12所述的抛光装置，其特征在于，还包括所述抛光片。17.根据权利要求16所述的抛光装置，其特征在于，所述抛光片在抛光表面中具有多个凹槽。18.根据权利要求17所述的抛光装置，其特征在于，所述抛光片具有宽度和长度，其中所述长度大于所述宽度，并且形成在所述抛光片中的所述多个凹槽包括与所述抛光片的所述长度垂直延伸的凹槽。19.根据权利要求18所述的抛光装置，其特征在于，形成在所述抛光片中的所述多个凹槽包括与所述抛光片的所述长度平行延伸的凹槽。20.根据权利要求16所述的抛光装置，其特征在于，所述子垫比所述抛光片更可压缩。21.根据权利要求12所述的抛光装置，其特征在于，所述子垫可压缩。22.一种操作抛光装置的方法，包括在具有形成于其中的凹槽的子垫上支撑具有抛光表面的抛光片；以及提供足以将部分所述抛光片拉入所述子垫的凹槽中的真空，以在所述抛光表面形成凹槽。23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括旋转支撑所述抛光片的压盘以旋转所述抛光片。24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括使衬底与所述抛光片接触并对该衬底抛光。25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，还包括使所述抛光片与所述压盘脱离，并且以线性方法逐渐推进所述抛光片通过所述压盘的上表面。26.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述子垫包括多个凹槽。27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述凹槽形成为同心圆形、同心椭圆形或螺旋形。28.一种抛光系统，包括抛光层；以及支撑该抛光层的子垫，所述子垫具有形成于其中的螺旋形凹槽。29.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述子垫由多层材料形成。30.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述子垫包括聚亚安酯材料的上层和泡沫材料的下层。31.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述上层具有在约60×10-3英寸到100×10-3英寸之间的厚度并且所述下层具有在约40×10-3英寸到60×10-3英寸之间的厚度。32.根据权利要求31所述的抛光系统，其特征在于，所述螺旋形凹槽具有在约35×10-3英寸到40×10-3英寸之间的深度。33.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述螺旋形凹槽完全延伸通过所述子垫的上层。34.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述螺旋形凹槽具有在约35×10-3英寸到40×10-3英寸之间的深度。35.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述子垫具有在约150×10-3英寸的厚度。36.根据权利要求35所述的抛光系统，其特征在于，所述螺旋形凹槽具有约50×10-3英寸的深度和约500×10-3英寸的宽度。37.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述子垫包括多个螺旋形凹槽，并且各螺旋形凹槽起点源自所述子垫的中心。38.根据权利要求28所述的抛光系统，其特征在于，所述子垫比所述抛光层更可压缩。39.一种抛光系统，包括可旋转压盘；驱动机构，用于以线性方向逐渐推进抛光片通过所述压盘；以及在所述压盘上的子垫，用于支撑所述抛光片，所述子垫具有形成于其中的螺旋形凹槽。40.根据权利要求39的抛光系统，其特征在于，还包括旋转所述压盘的电机和控制所述电机的控制器，所述控制器配置用于使所述压盘以所述螺旋形凹槽的渐增半径的方向旋转。41.根据权利要求39的抛光系统，其特征在于，还包括旋转所述压盘的电机和控制所述电机的控制器，所述控制器配置用于使所述压盘以所述螺旋形凹槽的渐减半径的方向旋转。42.一种抛光系统，包括抛光层，其具有第一凹槽图案的抛光表面；以及支撑所述抛光层的子垫，所述子垫具有不同于所述第一凹槽图案的第二凹槽图案。43.一种抛光物，包括延长的抛光层；以及支撑所述抛光层的透明承载层，所述透明承载层具有延伸进所述抛光层中的孔以在所述抛光层中提供透明窗口的设计。44.根据权利要求43所述的抛光物，其特征在于，所述承载层与所述透明窗口为一个整体。45.根据权利要求43所述的抛光物，其特征在于，所述承载层与所述透明窗口由聚合物材料形成。46.根据权利要求43所述的抛光垫，其特征在于，所述延长的抛光层具有一长度和一宽，并且所述突起以与所述长度平行的方向延长。47.根据权利要求45所述的抛光垫，其特征在于，所述窗口基本上延伸所述抛光层的整个长度。48.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明A邦纳，彼得麦克雷诺，格雷戈里E门克，格沛拉克里西那B普拉布，阿南德N莱尔，加伦C勒温，史蒂文M苏尼加，埃里克S朗登，亨利H奥，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]