压力控制的抛光压板制造技术

本发明专利技术描述一种用于在抛光工艺中控制施加于基板的压力和力的方法和设备。在一个实施方式中，描述一种拋光系统。系统包括可旋转地布置在基座上的压板和垫压力施加器，所述压板具有侧壁和布置在所述压板上的抛光垫以形成内部体积，所述垫压力施加器布置在压板的内部体积中邻近所述抛光垫的下侧。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压力控制的抛光压板
本专利技术的实施方式大体涉及拋光基板，诸如半导体晶圆。更具体地说，本专利技术的实施方式涉及在抛光工艺期间改变施加于或作用于基板上的力。
技术介绍
化学机械抛光为常用于制造高密度集成电路的一种工艺，以通过在存在抛光液的同时移动与抛光垫接触基板的特征侧，即沉积接收表面，来平坦化或拋光沉积在基板上的材料层。在典型抛光工艺中，将基板保持在抛光头中，所述抛光头朝向抛光介质推动或按压基板背侧。通过化学和机械作用的结合将材料从与抛光介质接触的基板的特征侧去除。基板的刚性在提供为从基板的特征侧成功且均匀地去除材料所必需的接触时起到重要作用。施加于基板背侧压力的急剧变化有时对于有助于均匀的材料去除是理想的。然而，基板的刚性倾向于重新分布施加于基板的压力，以使得可扩散或平滑化施加于基板的压力。在某些情况下，并不希望所述平滑作用，并且所述平滑作用可能在基板上产生不良的拋光结果。因此，需要一种有助于聚焦、高分辨率控制施加于基板的压力或力以有助于从基板的特征侧去除材料的方法和设备。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于在抛光工艺中控制施加于基板的压力和力的方法和设备。在一个实施方式中，描述一种拋光系统。系统包括可旋转地布置在基座上的压板和垫压力施加器，所述压板具有侧壁和在压板周边固定至压板的抛光垫以形成内部体积，所述垫压力施加器布置在压板的内部体积中邻近所述抛光垫下侧。在另一实施方式中，提供一种拋光系统。系统包括可旋转地布置在基座上的压板和垫压力施加器，所述压板具有侧壁和在压板周边固定至压板的抛光垫以形成内部体积，所述垫压力施加器布置在压板的内部体积中邻近抛光垫下侧，所述垫压力施加器包含刚性板材或柔性膜。在另一实施方式中，提供一种拋光基板的方法。所述方法包括使用从第一压力施加器施加至基板背侧的第一压力推动基板抵靠抛光垫的第一表面，并且通过抛光垫的第二表面施加第二压力至基板的特征侧。在另一实施方式中，提供一种拋光基板的方法。所述方法包括：将基板保持在适合于相对于抛光垫移动基板的载具头中，所述载具头具有随基板可移动的第一压力施加器，所述第一压力施加器具有施加压力至基板第一侧的一或多个压力区域，相对于抛光垫的第一侧以扫掠图案移动基板，并且当基板以扫掠图案移动时，将背压从第二压力施加器传递至基板的第二侧，所述第二压力施加器布置在抛光垫的第二侧上。附图说明因此，以可详细理解本专利技术的上述特征结构的方式，可以参考实施方式获得上文简要概述的本专利技术的更具体描述，其中一些实施方式图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本专利技术的典型实施方式，且因此不应将附图视为对本专利技术范畴的限制，因为本专利技术可以允许其它同等有效的实施方式。图1为处理站的一个实施方式的部分剖视图。图2A为处理站的另一实施方式的示意部分剖视图。图2B为施加至基板背侧的压力的图形表示。图2C为基板上重新分布压力的图形表示。图3为处理站的一个实施方式的示意俯视图。图4A为具有带有不对称压力区域的垫压力施加器的处理站的另一实施方式的等角俯视图。图4B为具有带有对称压力区域的垫压力施加器的处理站的另一实施方式的等角俯视图。图4C为图示于图4A和图4B中的处理站的等角剖视图。图5A为垫压力施加器的另一实施方式的示意剖视图。图5B为垫压力施加器的另一实施方式的示意剖视图。图6A为处理站的另一实施方式的等角俯视图。图6B为可利用于图6A的处理站中的第一垫压力施加器的一个实施方式的等角剖视图。图7A为可利用于图6A的第一垫压力施加器中的环形板的一个实施方式的等角视图。图7B为图6B的第一垫压力施加器的放大剖视图。图7C为图7B的环的放大剖视图。图8为环状致动器排列的另一实施方式的示意平面图。图9为图示方法的一个实施方式的流程图。图10为图示方法的另一实施方式的流程图。为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同的元件符号表示诸图所共用的相同元件。可以设想，在一个实施方式中公开的元件可在无需特定叙述的情况下有利地用于其他实施方式。具体实施方式图1为处理站100的一个实施方式的部分剖视图，所述处理站100经设置以执行抛光工艺，诸如化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing;CMP)工艺或电化学机械抛光(electrochemicalmechanicalpolishing;ECMP)工艺。处理站100可为独立单元或较大处理系统的一部分。可适合于利用处理站100的较大处理系统的实例包括可从位于美国加利福尼亚州圣克拉拉市(SantaClara,California)的应用材料公司(AppliedMaterials,Inc.)获得的GTTM、MIRRA拋光系统，以及其他拋光系统。处理站100包括压板105，压板105可旋转地支撑在基座110上。压板105可操作地耦接至驱动马达115，驱动马达115适合于绕旋转轴A旋转压板105。压板105支撑由抛光材料122制成的抛光垫120。在一个实施方式中，抛光垫120的抛光材料122为市售的垫材料，诸如典型地用于CMP工艺中的基于聚合物的垫材料。聚合物材料可为聚氨基甲酸酯、聚碳酸酯、含氟聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫醚(PPS)，或上述材料的组合。抛光材料122可进一步包含与处理化学工艺相容的开孔或闭孔泡沫聚合物、弹性体、毛毡、浸渍的毛毡、塑料，及类似材料。在另一实施方式中，抛光材料122为用多孔涂料浸渍的毛毡材料。在其他实施方式中，抛光材料122包括至少部分导电的材料。载具头130布置在抛光垫120的处理表面125之上。抛光头130在处理期间保持基板135，且抛光头130可控地将基板135朝向抛光垫120的处理表面125（沿着Z轴）推动。压板105包含垫压力施加器138（以虚线图示），垫压力施加器138施加压力至抛光垫120的下侧。载具头130安装至支撑构件140，支撑构件140支撑载具头130且支撑构件140有助于载具头130相对于抛光垫120的运动。支撑构件140可耦接至基座110，或支撑构件140可以将载具头130悬挂于抛光垫120上方的方式安装在处理站100之上。在一个实施方式中，支撑构件140为安装在处理站100之上的圆形轨道。载具头130耦接至驱动系统145，驱动系统145提供载具头130围绕旋转轴B的至少旋转运动。驱动系统145还可经设置以相对于抛光垫120沿着支撑构件140横向地（X轴和/或Y轴）移动载具头130。在一个实施方式中，除横向运动之外，驱动系统145相对于抛光垫120垂直地（Z轴）移动载具头130。例如，除提供基板135相对于抛光垫120的旋转和/或横向运动之外，还可利用驱动系统145朝向抛光垫120移动基板135。载具头130的横向运动可为直线运动、弧形运动或摆动。调节装置150和流体施加器155图示为定位在抛光垫120的处理表面125之上。调节装置150耦接至基座110，且调节装置150包括致动器185，致动器185可适合于旋转调节装置150，或相对于抛光垫120和/或基座110在一或多个直线方向上移动调节装置150。流体施加器155包括一或多个喷嘴160，一或多个喷嘴160适合于将抛光液传递至抛光垫120的一部分。流体施加器155可旋转地耦接至基座110。在一个实施方式中，流体施加器155适合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.01.03 US 61/429,4221.一种拋光系统，包含：可旋转地布置在基座上的压板，所述压板具有侧壁和在所述压板周边固定至所述压板的抛光垫以形成内部体积；和垫压力施加器，所述垫压力施加器布置在所述压板的所述内部体积中邻近所述抛光垫的下侧，所述垫压力施加器可相对于所述抛光垫的下侧按扫掠图案移动。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述垫压力施加器进一步包含具有多个穿孔的板材，所述多个穿孔适合于对所述抛光垫的下侧导引流体。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个穿孔耦接至压力源。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述压力源包含布置在外壳中的一或多个腔室。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述垫压力施加器进一步包含一或多个同心环，所述一或多个同心环适合于接触所述抛光垫的下侧。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包含：适合于接触所述抛光垫的下侧的柔性膜。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述柔性膜通过一或多个张紧装置耦接至所述压板的周边。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述垫压力施加器在所述柔性膜与所述垫压力施加器之间提供空气轴承。9....

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