用于抛光基板的表面的基板载体组件制造技术

本文的实施例总体上涉及用于抛光基板的表面的基板载体组件。在一个实施例中，用于抛光基板的表面的基板载体包括被配置成在抛光工艺期间包围基板的扣环。扣环包括：第一表面，该第一表面被配置成在抛光工艺期间与抛光垫的表面接触；第二表面，该第二表面在扣环的与第一表面相对的一侧上；以及在第二表面上形成的凹部的阵列。用于抛光基板的表面的基板载体还包括多个承载销，其中多个承载销中的每个承载销包括接触表面和具有长度的主体，并且多个承载销中的每个承载销的长度的至少部分设置在凹部的阵列中的每个凹部内，并且多个承载销中的每个承载销的接触表面在抛光工艺期间能相对于该承载销所设置在其中的凹部的表面进行定位。行定位。行定位。

【技术实现步骤摘要】
用于抛光基板的表面的基板载体组件


[0001]本技术的实施例总体上涉及在半导体器件的制造中使用的化学机械抛光(CMP)系统。具体而言，本文的实施例涉及用于在CMP处理期间对基板的表面进行均匀平坦化的方法和装置。

技术介绍

[0002]通常在半导体器件的制造中使用化学机械抛光(CMP)以平面化或抛光设置在基板表面上的材料层。在典型的CMP工艺中，由扣环将基板保持在包括隔膜的基板载体中，该隔膜与基板的背侧接触并且在存在抛光液的情况下将基板前侧上的材料层表面推向旋转的抛光垫。一般而言，抛光液包括一种或多种化学成分的水溶液和悬浮在所述水溶液中的纳米尺度研磨颗粒。通过由抛光液以及由基板与抛光垫的相对运动产生的研磨作用来提供的化学和机械活动的组合，来在基板的材料层表面上去除材料。
[0003]在基板抛光期间，由基板与抛光垫以及设置成围绕基板的扣环与抛光垫之间生成的摩擦产生抛光剪切力。扣环的磨损和将基板载体耦接到抛光系统的元件内的刚度使扣环相对于抛光垫表面倾斜，并且因此生成不期望的力矩和反作用力，该力矩和反作用力在抛光期间影响基板表面上的材料去除工艺的均匀性。由此倾斜产生的倾斜力矩可能导致扣环的进一步磨损，并且促成在 CMP工艺期间在基板的边缘附近的非均匀性。
[0004]因此，本领域中需要解决上述问题的制品和相关方法。

技术实现思路

[0005]本公开的实施例总体上涉及在半导体器件的制造中使用的化学机械抛光(CMP)系统及其方法。在一个实施例中，一种用于抛光基板表面的基板载体包括被配置成在抛光工艺期间包围基板的扣环。扣环包括：第一表面，该第一表面被配置成在抛光工艺期间与抛光垫的表面接触；第二表面，该第二表面在扣环的与第一表面相对的一侧上；以及在第二表面上形成的凹部的阵列。用于抛光基板的表面的基板载体还包括多个承载销，其中多个承载销中的每个承载销包括接触表面和具有长度的主体，并且多个承载销中的每个承载销的长度的至少部分设置在凹部的阵列中的每个凹部内，并且多个承载销中的每个承载销的接触表面在抛光工艺期间能相对于该承载销所设置在其中的凹部的表面进行定位。
[0006]在一个实施例中，一种用于抛光基板的表面的基板载体包括扣环，该扣环被配置成在抛光工艺期间包围基板，该扣环包括：第一表面，该第一表面被配置成在抛光工艺期间与抛光垫的表面接触；第二表面，该第二表面在扣环的与第一表面相对的一侧上；以及在第二表面上形成的凹部的阵列。用于抛光基板的表面的基板载体还包括：多个承载销，该多个承载销中的每个承载销具有在抛光工艺期间能相对于该承载销所设置在其中的凹部的表面进行定位的接触表面；以及一个或多个致动器组件，该一个或多个致动器组件耦接到多个承载销中的一个或多个承载销，一个或多个致动器组件被配置成调整多个承载销中的一个或多个承载销的接触表面相对于承载销所设置在其中的凹部的表面的位置。
[0007]在一个实施例中，一种抛光基板的方法包括将承载销的部分定位在扣环的第一表面中形成的凹部的阵列中的每个凹部中。扣环包括抛光垫接触表面，该抛光垫接触表面定位在扣环的与第一表面所设置在其上的一侧相对的一侧上，扣环被配置成在抛光工艺期间包围基板，并且承载销的定位在凹部中的部分包括接触表面。抛光基板的方法还包括：围绕中心载体轴旋转基板载体组件，以及将扣环的抛光垫接触表面抵靠在抛光垫的表面上，并且承载销中的每个承载销的接触表面在抛光工艺期间能相对于该承载销所设置在其中的凹部的表面进行定位。
附图说明
[0008]为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考实施例对以上简要概括的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应注意到，附图仅示出了示例性实施例，并且因此不应视为限制其范围，并且可允许其他等效的实施例。
[0009]图1是用于根据本文公开的实施例使用的抛光系统的示意性侧视图。
[0010]图2A和图2B是根据不同实施例的诸如图1中的基板载体组件之类的两个基板载体组件的示意性侧视图。
[0011]图3A是根据一个实施例的图2A的基板载体组件的部分的截面图。
[0012]图3B是根据一个实施例的图2A和图3A的基板载体组件的不同部分的截面图。
[0013]图3C是根据一个实施例的图2B的基板载体组件的部分的截面图。
[0014]图4A是根据本文描述的一个或多个实施例的可定位在图2A、图 2B、图3A、图3B或图3C的基板载体组件的部分内的承载销环的示意性等距视图。
[0015]图4B是根据本文描述的一个或多个实施例的可定位在图2A、图 2B、图3A、图3B或图3C的基板载体组件的部分内的承载销元件的示意性等距视图。
[0016]图5是根据一个或多个实施例的图2A和图2B的载体环组件的部分的截面图。
[0017]图6A、图6B和图6C是根据一个或多个实施例的示出施加在图5 所示的载体环组件的部分上的力的截面图。
[0018]为了促进理解，在可能的情况下使用相同的附图标记来指示附图中共有的相同元素。可以预期，一个实施例的元素和特征可以有益地结合在其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
[0019]本文的实施例总体上涉及在电子器件的制造中使用的化学机械抛光(CMP)系统。具体而言，本文的实施例涉及用于半导体基板的CMP处理的基板载体及其方法。
[0020]本文描述的实施例提供被配置成在CMP工艺期间控制由围绕基板的扣环与抛光垫的相互作用生成的倾斜力矩M
G
(图1)的基板载体。在一些实施例中，通过定位承载销或简称为负载销来控制所生成的倾斜力矩的影响，该承载销或负载销在扣环内的期望位置处具有期望的形状和取向，以抵消在基板载体围绕其中心轴旋转并且通过各种硬件部件跨抛光垫平移时由于将基板载体耦接到抛光系统(例如，万向架组件)的元件中的不期望的刚度而产生的倾斜力矩M
G
。将基板载体耦接到抛光系统的元件中对于扭转运动的刚度或阻力产生扣环反作用力，该扣环反作用力作用在与这些耦合元件相距一距离处，这产生了倾斜力矩M
G
。
因此，倾斜力矩M
G
通常是由于在CMP抛光工艺期间，在扣环和抛光垫相对于彼此持续旋转和移动时，将基板载体耦接到抛光系统对于扣环相对于抛光垫的变化位置的阻力而形成的。因此，在处理期间，载体扣环502所经历的倾斜力矩防止扣环的下表面(即，抛光垫接触表面)均匀地接触抛光垫的表面，这防止设置在基板的边缘附近的扣环在抛光期间能够控制和 /或均匀地提供对基板105的边缘附近的抛光垫的表面的压力分布，尤其是在相对于基板中心的径向方向上。在处理期间由扣环施加到抛光垫表面的压力用于减小在抛光工艺期间在基板的边缘处自然地经历的各种边缘效应(例如，“复选标记(check mark)”效应或“刀刃”效应)。
[0021]另外，基板、基板卡紧元件或基板载体的其他内部部件经常在基板载体下方移位和撞击扣环的径向内表面。基板和/或基板载体与扣环的内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于抛光基板的表面的基板载体组件，其特征在于，所述基板载体组件包括：载体构件，所述载体构件包括支撑表面；扣环，所述扣环被配置成在抛光工艺期间包围基板，所述扣环包括：第一表面，所述第一表面被配置成在所述抛光工艺期间接触抛光垫的表面；第二表面，所述第二表面在所述扣环的与所述第一表面相对的一侧上；以及在所述第二表面中形成的凹部的阵列；多个承载销，其中所述多个承载销中的每个承载销包括接触表面和具有长度的主体，所述多个承载销中的每个承载销的所述长度的至少部分设置在所述凹部的阵列中的每个凹部内，并且所述多个承载销中的每个承载销的所述接触表面在所述抛光工艺期间能相对于所述承载销所设置在其中的所述凹部的表面进行定位；以及负载施加元件，所述负载施加元件设置在所述扣环与所述载体构件之间，其中所述负载施加元件被配置成将所述扣环的所述第一表面推靠在抛光垫上。2.如权利要求1所述的基板载体组件，进一步包括一个或多个致动器组件，所述一个或多个致动器组件耦接到所述多个承载销中的一个或多个承载销，所述一个或多个致动器组件被配置成调整所述多个承载销中的一个或多个承载销的所述接触表面相对于所述承载销所设置在其中的所述凹部的所述表面的位置。3.如权利要求2所述的基板载体组件，其中所述一个或多个致动器组件进一步包括：复位弹簧，所述复位弹簧设置在所述支撑表面与所述多个承载销中的每个承载销的部分之间；以及力致动器，所述力致动器耦接到所述载体构件，并且被配置成当相对于所述凹部的所述表面调整所述接触表面的所述位置时压缩或解压所述复位弹簧。4.如权利要求2所述的基板载体组件，其中致动器组件的数量与承载销的数量的比率在1：3与1：1之间。5.如权利要求1所述的基板载体组件，其中所述负载施加元件被配置成当正压力被施加在所述负载施加元件的内部区域内时将所述扣环的所述第一表面推靠在抛光垫上。6.如权利要求1所述的基板载体组件，其中所述多个承载销中的每个承载销相对于所述载体构件固定。7.如权利要求1所述的基板载体组件，其中当所述承载销中的每个承载销的所述主体的所述长度垂直地定向时，所述多个承载销中的每个承载销在所述承载销的所述主体的所述长度的端部处具有比设置在所述凹部内的承载销的所述长度的所述至少部分的其余部分的水平宽度更大的水平宽度。8.一种用于抛光基板的表面的基板载体组件，其特征在于，所述基板载体组件包括：扣环，所述扣环被配置成在抛光工艺期间包围基板，所述扣环包括：第一表面，所述第一表面被配置成在所述抛光工艺期间接触抛光垫的表面；第二表面，所述第二表面在所述扣环的与所述第一表面相对的一侧上；以及在所述第二表面中形成的凹部的阵列；多个承载销，所述多个承载销中的每个承载销具有在所述抛光工艺期间能相对于所述
承载销所设置在其中的所述凹部的表面进行定位的接触点；负载施加元件，所述负载施加元件被配置成向所述扣环的与所述第一表面相对的一侧施加负载，以使所述扣环的所述第一表面在所述抛光工艺期间被推靠在抛光垫上；以及一个或多个致动器组件，所述一个或多个致动器组件耦接到所述多个承载销中的一个或多个承载销，所述一个或多个致动器组件被配置成调整所述多个承载销中的一个或多个承载销的所述接触点相对于所述承载销所设置在其中的所述凹部的所述表面的位置。9.如权利要求8所述的基板载体组件，其中所述多个承载销中的每个承载销进一步包括具有长度的主体，并且其中所述多个承载销中的每个承载销的所述长度的至少部分设置在所述凹部的阵列中的每个凹部内。10.如权利要求9所述的基板载体组件，其中当所述承载销中的每个承载销的所述主体的所述长度垂直地定向...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：新型
国别省市：