用于位置特定晶片抛光的辊制造技术

一种抛光装置，包括：支撑件，被配置为在平面中接收和保持基板；抛光垫，固定到旋转滚筒的圆柱形表面；第一致动器，用于绕着平行于平面的第一轴旋转该滚筒；第二致动器，用于使旋转滚筒上的抛光垫与基板接触；以及端口，用于将抛光液分配到抛光垫与基板之间的界面。将抛光液分配到抛光垫与基板之间的界面。将抛光液分配到抛光垫与基板之间的界面。

【技术实现步骤摘要】
用于位置特定晶片抛光的辊


[0001]本公开涉及化学机械抛光，并且具体地涉及使用辊来解决抛光不均匀性。

技术介绍

[0002]集成电路通常通过在硅晶片上依次沉积导电层、半导电层或绝缘层并通过对这些层的后续处理而形成在基板(例如，半导体晶片)上。
[0003]一个制造步骤涉及在非平面表面上沉积填料层并使该填料层平面化直到暴露非平面表面。例如，导电填料层可被沉积在经图案化的绝缘层上以填充该绝缘层中的沟槽或孔洞。然后，填料层被抛光直到绝缘层的凸起图案被暴露。在平面化之后，保留在绝缘层的凸起图案之间的导电层的部分形成通孔、插塞和线路，这些通孔、插塞和线路在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。此外，平面化可以用于使用于光刻的基板表面平面化。
[0004]化学机械抛光(CMP)是一种公认的平面化方法。该平面化方法通常要求基板被安装在承载头上。基板的被暴露的表面抵靠旋转的抛光垫而放置。承载头提供基板上的可控负载，从而将其推至抵靠抛光垫。抛光液(诸如具有研磨颗粒的浆料)在材料去除期间被供应到抛光垫的表面。

技术实现思路

[0005]在一个方面，一种抛光装置包括：支撑件，所述支撑件被配置为在平面中接收和保持基板；抛光垫，所述抛光垫固定到旋转滚筒的圆柱形表面；第一致动器，所述第一致动器用于绕着平行于所述平面的第一轴旋转所述滚筒；第二致动器，所述第二致动器用于使所述旋转滚筒上的所述抛光垫与所述基板接触；以及端口，所述端口用于将抛光液分配到所述抛光垫与所述基板之间的界面。
[0006]在另一方面，一种化学机械抛光基板的方法包括：使辊的圆柱形抛光表面与基板的前面接触，其中所述辊的主轴与所述抛光表面平行；将抛光液供应至所述抛光垫与所述基板之间的界面；以及导致所述辊与所述基板之间的相对运动以便抛光所述基板的抛光不足区域而不从所述基板的所述前面的至少一部分去除材料。所述相对运动至少包括在将所述辊按压抵靠所述基板的所述前面的同时绕着所述主轴旋转所述辊。
[0007]在另一方面中，一种化学机械抛光基板的方法包括：获取基板的厚度轮廓；从所述厚度轮廓确定所述基板的抛光的角不对称性；使辊的圆柱形抛光表面与基板的前面接触，其中所述辊的主轴与所述抛光表面平行；将抛光液供应至所述基板的表面；在将所述辊按压抵靠所述基板的所述前面的同时绕着所述主轴旋转所述辊；以及当所述基板的抛光不足区域在所述辊下方经过时，进行减少所述基板的旋转速率、增加所述辊的旋转速率、或增加所述辊抵靠所述基板的所述前面的压力中的至少一者，以便补偿所述角不对称性。
[0008]在另一方面，一种化学机械抛光基板的方法包括：使辊的圆柱形抛光表面与基板的前面接触，其中所述辊的主轴与所述抛光表面平行；将抛光液供应至所述基板的表面；以及在将所述辊按压抵靠所述基板的所述前面的同时绕着所述主轴旋转所述辊。
[0009]实施方式的有点可以包括但不限于以下中的一者或多者。
[0010]通过使用利用抛光辊的位置特定轮廓校正，可以减少晶片内不均匀性(WIWNU)和晶片间不均匀性(WTWNU)。材料去除可以补偿在主要CMP步骤之后引起的边缘厚度不均匀性和/或在进行初级抛光之前校正传入的基板膜厚度轮廓。施加到抛光辊的压力直接传递到基板表面而不是通过晶片背面，增加了位置特定性并减少了位置特定抛光期间的基板弯曲。压力区的尺寸很小并且由抛光辊的尺寸控制，允许在高度特定的区域中去除材料。
[0011]在以下所附附图和描述中阐述一个或多个实施例的细节。其他特征、方面和优点将从该说明书、附图和权利要求书中变得显而易见。
附图说明
[0012]图1是基板抛光装置的透视示意图。
[0013]图2A和图2B是包括一个或多个旋转抛光垫的示例性基板抛光装置的侧视示意图。
[0014]图3是描绘示例边缘厚度轮廓的图表。
[0015]图4是描绘处理之前的第一边缘厚度轮廓和处理之后的第二边缘厚度轮廓的图表。
[0016]图5A和图5B是基板抛光装置的示意性俯视图。
[0017]图6A至图6C是包括轮状抛光垫的基板抛光装置的示意图。
[0018]各个附图中相同的附图标记和命名指示相同的要素。
具体实施方式
[0019]在CMP操作的过程中，由于抛光垫或承载头压力或停留时间不一致或其他固有的抛光不均匀性，跨基板表面的基板厚度可能会变化。例如，一些基板会出现“复选标记(check mark)”不均匀性，其中靠近基板边缘但不在基板边缘的环形区域抛光不足。此外，基板边缘可能是不对称的。
[0020]CMP客户对可交付的基板施加严格的薄膜厚度均匀性阈值。典型的CMP工艺通常会对基板的大部分中心表面区域达到这些阈值。然而，基板边缘、抛光垫和头固定环之间的相互作用会导致边缘区域中的不均匀性，包括“复选标记”特征，这不能通过头区域的压力控制来消除。此外，传入的基板可能包括利用现有的头技术难以或不可能校正的不均匀的膜厚度轮廓，诸如预先存在的大边缘厚度轮廓。
[0021]已经提出了各种“修整(touch
‑
up)”抛光工艺，例如，使用小的旋转盘形抛光垫。然而，这种“修整”抛光工艺在小区域中接触基板，因此产量低。
[0022]本文描述的是一种位置特定的抛光方法。方法可以提供基板边缘厚度轮廓校正。材料去除是通过抛光辊(例如，固定在圆柱形辊的外表面上的抛光垫)完成的。可以选择抛光辊的参数(例如，辊直径、垫粒度)以对应于基板形状和/或厚度轮廓，从而实现设计的灵活性。此外，可以常规购买或3D打印抛光辊，从而实现成本节约并减少设备停机进行维护的时间。控制器的功能是优化基板旋转速度、抛光辊旋转速度和辊扫描轮廓以实现精确的、位置特定的材料去除。
[0023]图1示出了用于抛光基板的抛光不足区域的示例化学机械抛光装置100。抛光装置100包括可旋转盘形工作台110，基板10位于该可旋转盘形工作台110上。工作台110可被操
作以绕着第一轴114旋转，例如，电动机可以转动驱动轴以旋转工作台110。基板10例如通过由真空源112(例如真空卡盘)施加到基板10的底表面的真空而被保持在工作台110的顶表面上。真空工作台110在绕着轴114旋转时维持基板10在工作台110上的定向和位置。真空工作台110将基板10的整个顶表面提供给抛光装置100并且不妨碍抛光工艺。
[0024]抛光设备100包括第一致动器，该第一致动器可操作以使滚筒118绕着主轴旋转。抛光垫119固定到筒118的圆柱形外表面的至少一部分，从而形成圆柱形抛光表面。筒118和经固定的抛光垫119构成辊120。辊120抛光表面由适用于基板10的抛光和平面化的材料构成。抛光垫材料可以是聚合物层，例如聚氨酯，并且可以是微孔层，例如IC1000
TM
抛光层材料。图1的筒118是长度大于直径的圆柱形。旋转的主轴与辊120的纵向轴同轴。辊120被布置成使得主轴与基板10的正面(例如，上表面)平行。
[0025]抛光设备100包括第二致动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛光装置，包括：支撑件，所述支撑件被配置为在平面中接收和保持基板；抛光垫，所述抛光垫固定到旋转滚筒的圆柱形表面；第一致动器，所述第一致动器用于绕着平行于所述平面的第一轴旋转所述滚筒；第二致动器，所述第二致动器用于使所述旋转滚筒上的所述抛光垫与所述基板接触；以及端口，所述端口用于将抛光液分配到所述抛光垫与所述基板之间的界面。2.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑件能够绕着第二轴旋转。3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一轴基本上垂直于从所述第二轴延伸到所述旋转滚筒的中心点的线段。4.如权利要求1所述的装置，其中所述滚筒的长度大于所述滚筒的直径。5.如权利要求1所述的装置，其中所述滚筒的长度小于所述滚筒的直径。6.如权利要求1所述的装置，进一步包括：原位监测系统，所述原位监测系统用于监测与所述基板的边缘相邻的环形区域中的所述基板的厚度；以及控制器，所述控制器用于将与所述第一边缘厚度轮廓与所述第二边缘厚度轮廓进行比较以确定边缘厚度差，并且当所述边缘厚度差低于阈值时使得所述第二致动器使所述抛光垫脱离与所述基板接触。7.一种化学机械抛光基板的方法，包括：使辊的圆柱形抛光表面与基板的前面接触，其中所述辊的主轴与所述抛光表面平行；将抛光液供应至所述抛光垫与所述基板之间的界面；以及导致所述辊与所述基板之间的相对运动以便抛光所述基板的抛光不足区域而不从所述基板的所述前面的至少一部分去除材料，所述相对运动至少包括在将所述辊按压抵靠所述基板的所述前面的同时绕着所述主轴旋转所述辊。8.如权利要求7所述的方法，其中圆柱形抛光表面跨所述基板的边缘延伸。9.如权利要求7所述的方法，其中所述圆柱形抛光表面的端部与所述基板的边缘径向向内间隔开...

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