用于化学机械抛光系统的顺应性内环技术方案

用于化学机械抛光设备的示例性承载头可包括载体主体

【技术实现步骤摘要】
用于化学机械抛光系统的顺应性内环
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于
2022
年5月3日的题为“COMPLIANT INNER RING FOR A CHEMICAL MECHANICAL POLISHING SYSTEM(
用于化学机械抛光系统的顺应性内环
)”的美国专利申请第
17/735,655
号的权益和优先权，所述专利申请以引用方式全文并入本文
。


[0003]本技术涉及半导体系统
、
工艺和装备
。
更具体地，本技术涉及抛光沉积在基板上的膜
。

技术介绍

[0004]集成电路典型地通过在硅晶片上顺序地沉积导电层
、
半导体层和
/
或绝缘层来形成在基板上
。
多种制造工艺在处理步骤之间使用在基板上的层的平面化
。
例如，对于某些应用
(
例如，抛光金属层以在图案化层的沟槽中形成过孔
、
插塞和
/
或线
)
，平面化上覆层，直到暴露图案化层的顶表面
。
在其他应用
(
例如，用于光刻的介电层的平面化
)
中，抛光上覆层，直到在下垫层之上保留所期望的厚度
。
[0005]化学机械抛光
(CMP)
是一种常见的平面化方法
。
所述平面化方法典型地要求基板安装在承载头或抛光头上
。
基板的暴露表面典型地抵靠旋转的抛光垫放置
。
承载头在基板上提供可控制载荷以将所述基板推靠在抛光垫上
。
典型地向抛光垫的表面供应磨蚀性抛光浆料
。
[0006]在
CMP
中的一个问题是均匀地抛光基板的整个表面
。
通常，由于
CMP
系统的设计，抛光垫靠近基板的周边边缘并且特别是靠近前缘和
/
或后缘的区域可能经受更高或更低的抛光速率
。
例如，在基板和抛光垫相对于彼此移动时，基板的后缘可能接触内扣环，这可能在基板上产生侧面载荷
。
侧面载荷可能集中在后缘的接触点处，这可能在后缘处产生更高抛光速率
。
因此，膜厚度可能在基板的一个或多个边缘区域上是不均匀的
。
这种膜不均匀性可能导致平版印刷问题，并且可能导致给定基板的管芯成品率的损失
。
[0007]因此，需要可用于抛光基板以在基板的整个表面区域上产生均匀膜的改善的系统和方法
。
这些和其他需要通过本技术解决
。

技术实现思路

[0008]用于化学机械抛光设备的示例性承载头可包括载体主体
。
所述承载头可包括基板安装表面，所述基板安装表面与所述载体主体耦接
。
所述承载头可包括内环，所述内环的大小和形状被设定为周向地包围抵靠所述基板安装表面定位的基板的周边边缘
。
所述内环的特征可在于具有面对所述载体主体的第一表面的第一端部和具有与所述第一表面相对的第二表面的第二端部
。
所述内环的所述第二端部可径向地位移
。
所述承载头可包括外环，所述外环具有内表面，所述内表面抵靠所述内环的外表面设置
。
[0009]在一些实施例中，所述内环可限定穿过所述第二表面的多个凹槽，其中所述多个
凹槽中的每一者延伸穿过所述内环的高度的一部分
。
所述内环可限定多个狭缝
。
所述多个狭缝中的每一者可延伸穿过所述多个凹槽中的相应凹槽的顶表面并可延伸穿过所述内环的所述高度的附加部分
。
所述多个狭缝中的每一者的高度可在约
0.25
英寸与1英寸之间
。
所述多个狭缝可围绕所述内环的圆周以规则间隔间隔开
。
所述多个狭缝可与从所述内环的中心延伸的径向线成角度地偏移
。
所述多个狭缝可包括可至少9个狭缝
。
所述外环的内表面可包括扇形
。
所述扇形可包括第一内半径和第二内半径
。
在所述第一内半径与所述第二内半径之间的差值可在约
0.05mm
与
2mm
之间
。
所述外环的接触构件的底表面可相对于所述内环的所述第二表面升高
。
在所述外环的所述接触构件的所述底表面与所述内环的所述第二表面之间的竖直距离可在约
0.25mm
与
2mm
之间
。
[0010]本技术的一些实施例可涵盖用于化学机械抛光设备的内扣环
。
所述内扣环可包括环状主体，所述环状主体的特征在于第一表面
、
与所述第一表面相对的第二表面
、
在所述第一表面与所述第二表面之间延伸并耦接所述第一表面和所述第二表面的外表面
、
以及在所述第一表面与所述第二表面之间延伸并耦接所述第一表面和所述第二表面的内表面
。
所述环状主体可限定穿过所述第二表面的多个凹槽，其中所述多个凹槽中的每一者延伸穿过所述内环的高度的一部分
。
所述环状主体可限定多个狭缝，所述多个狭缝延伸穿过所述内表面和所述外表面并使得所述环状主体的下端部能够径向地位移
。
[0011]在一些实施例中，每个狭缝可具有小于所述多个凹槽中的每一者的宽度的宽度
。
所述多个狭缝中的每一者可延伸穿过所述多个凹槽中的相应凹槽的顶表面并可延伸穿过所述环形主体的高度的附加部分
。
所述多个狭缝的数量可等于所述多个凹槽的数量
。
所述多个狭缝中的每一者的高度可大于所述多个凹槽中的每一者的高度
。
所述多个狭缝中的每一者可在所述环状主体的旋转方向上相对于从所述环状主体的中心延伸的相应径向线成角度
。
所述多个狭缝可包括在约9个狭缝与
90
个狭缝之间的狭缝
。
[0012]本技术的一些实施例可涵盖抛光基板的方法
。
所述方法可包括使抛光浆料从浆料源流动到抛光垫
。
所述方法可包括抛光在所述抛光垫顶上的基板
。
所述方法可包括在抛光所述基板的同时，径向地位移将所述基板保持在承载头内的内环的下端部的至少一部分
。
[0013]在一些实施例中，径向地位移所述内环的所述下端部的至少一部分可包括在径向向外方向上位移多个岛状物中的一个或多个岛状物
。
所述多个岛状物可围绕所述内环的圆周布置并可由限定在所述内环内的多个狭缝彼此分离
。
具有内表面的外环可抵靠所述内环的外表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于化学机械抛光设备的承载头，包括：载体主体；基板安装表面，所述基板安装表面与所述载体主体耦接；内环，所述内环的大小和形状被设定为周向地包围抵靠所述基板安装表面定位的基板的周边边缘，所述内环的特征在于具有面对所述载体主体的第一表面的第一端部和具有与所述第一表面相对的第二表面的第二端部，其中所述内环的所述第二端部能径向地位移；以及外环，所述外环具有内表面，所述内表面抵靠所述内环的外表面设置
。2.
如权利要求1所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述内环限定穿过所述第二表面的多个凹槽，其中所述多个凹槽中的每一者延伸穿过所述内环的高度的一部分；并且所述内环限定多个狭缝，其中所述多个狭缝中的每一者延伸穿过所述多个凹槽中的相应凹槽的顶表面并延伸穿过所述内环的所述高度的附加部分
。3.
如权利要求2所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述多个狭缝中的每一者的高度在约
0.25
英寸与1英寸之间
。4.
如权利要求2所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述多个狭缝围绕所述内环的圆周以规则间隔间隔开
。5.
如权利要求2所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述多个狭缝与从所述内环的中心延伸的径向线成角度地偏移
。6.
如权利要求2所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述多个狭缝包括至少8个狭缝
。7.
如权利要求1所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述外环的内表面包括扇形
。8.
如权利要求7所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述扇形包括第一内半径和第二内半径；并且在所述第一内半径与所述第二内半径之间的差值在约
0.05mm
与
2mm
之间
。9.
如权利要求1所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：所述外环的接触构件的底表面相对于所述内环的所述第二表面升高
。10.
如权利要求9所述的用于化学机械抛光设备的承载头，其中：在所述外环的所述接触构件的所述底表面与所述内环的所述第二表面之间的竖直距离在约
0.25mm
与
2mm
之间
。11.
一种用于化学机械抛光设备的内扣环，包括：环状主体，所述环状主体的特征在于第一表面
、
与所述第一表面相对的第二表面
、
在所述第一表面与所述第二表面之间延伸并耦接所述第一表面和所述第二表面的外表面
、
以及...

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