提供一种用于化学机械平面化系统（１００）的设备。该设备包括流体置换装置和流体输送装置。流体置换装置可被置于磨光垫（１０１）上贴近的位置，该流体置换装置被配置以从该磨光垫（１０１）区域置换至少部分第一流体。流体输送装置（１０３）可在所述磨光垫区域用第二流体替换被置换的第一流体，第二流体不同于第一流体。还提供一种控制存在于磨光垫（１０１）表面上的薄膜的性质的方法。进一步提供一种设备，其可在磨光垫上输送流体，其中，输送是在磨光垫表面上贴近的位置。该设备应进一步可从磨光垫表面上去除至少部分所述流体。该去除被配置以发生在磨光垫表面上贴近的位置并且邻近于流体的输送。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术
技术介绍
领域本专利技术通常涉及半导体制造，并且更准确地说涉及在化学机械平面化(CMP，chemical mechanical planarization)晶片(wafer)加工期间的过程控制。
技术介绍
在制造半导体装置中，需要进行化学机械平面化(CMP)操作，包括去除过量材料、抛光和后CMP晶片清理与干燥。一般地，集成电路装置是以多层结构形式制造的。在基片层，形成具有p型和n型掺杂区域的晶体管装置。在随后层中，相互连接的金属化线路被图案化并且电气连接到晶体管装置以限定期望的功能性装置。图案化的导电部件由介电材料绝缘，例如二氧化硅。因为形成更多的金属化层和相关的介电层，所以平面化绝缘材料的需求增加。没有平面化，由于表面形态的变化使得制造附加的金属化层变得基本上不可能。在其他应用中，在绝缘材料中形成金属化线路图案，然后进行金属CMP操作以去除过度的金属化。进一步的应用包括在金属化加工前使所沉积的介电薄膜平面化，如用于多金属绝缘的浅沟槽隔离的电介质。一般地，CMP系统实现转盘、带、轨道或刷操作，其中带、垫或刷用来擦净、抛光和磨光晶片的一边或两边。一般地，垫本身是由聚氨酯材料或其他适合的材料制成并且可被硬台、支撑带例如不锈钢带支撑。在操作中，浆料液体被施加和散布于磨光垫表面或带的表面。当用浆料覆盖的带或垫旋转时，使晶片下降到垫的表面并且使其平面化。成功的CMP操作的期望结果是在所加工晶片上剩下均一的平面表面。一般地在晶片上薄膜的去除速率被仔细地跟踪或监控。已经进行各种尝试以控制化学机械平面化系统的操作以求提供均一的去除速率。一个普遍的尝试是控制由晶片载体或其他工件固定装置所施加的向下的力，输送可变的压力到研磨磨光表面。不幸地，向下的力的变化可以在高补偿性向下的力所施加处的晶片部分导致所谓表面凹陷的局部退化和侵蚀表现。过度向下的力可引起附加的质量问题如薄膜分层、划痕或颗粒间边界损伤。聚焦于去除速率的均一性可有时被当前应用误导。也就是说，从最终用户的观点考虑，希望在半导体晶片表面上获得均一的后CMP层，其不一定是均一的去除速率的结果。例如，如果在平面化前晶片的表面的厚度不是均一的，当均一的去除速率被施加于所加工的晶片时，保持了非均一性。均一的去除速率施加于具有较大边缘厚度的基片将导致晶片具有较低中心厚度，类似于在平面化作用前晶片的状态。另外，在上述实例中，晶片中心的过度磨光可导致损失模具和较低的晶片产量。在CMP操作期间有许多机会测量晶片上的装置部件。许多部件可通过捕获指示该部件的信号而被确定。当部件继续缩小尺寸，尤其是半导体制造中所用的薄膜厚度，指示部件的信号在某些位置变得不可监测。感应传感器可用于置换、接近和薄膜厚度测量。传感器凭借贴近被测物体的测量线圈的波动电磁场来感应样品中的电流。波动电磁场的产生是交流电通过线圈的结果。波动电磁场感生涡流，其产生其自身的场，与原始场重叠并且改变线圈电感。在平面化期间传感器如感应传感器的反馈可使得在CMP操作期间进行实时监控并且校正(如果需要)。鉴于以上所述，需要一种技术以更准确地影响晶片表面上的去除速率变化，所述技术是在平面化操作期间控制磨光垫上差别性供给的流体的组成和量。专利技术概述概括地说，本专利技术是一种设备，其提供对平面化的控制，在半导体晶片上产生特定的剩余薄膜厚度。应该理解的是可将本专利技术以多种方式实现，包括作为设备、系统、装置或方法。本专利技术的若干专利技术实施方案描述如下。根据本专利技术的一个实施方案，提供一种用于化学机械平面化系统的设备。流体置换装置可被置于磨光垫上贴近的位置。流体置换装置被配置成从该磨光垫区域置换至少部分第一流体。流体输送装置可在该磨光垫区域用第二流体替换第一流体。替换第一流体的第二流体与第一流体不同。根据本专利技术的另一个实施方案，提供一种用于加工半导体基片的系统。该系统包括磨光垫和可被置于磨光垫上贴近的位置、并被配置以接收晶片的晶片载体。可置于磨光垫上的第一流体协助由晶片载体固定的晶片的平面化。流体限制装置可使第一流体分布于整个磨光垫。流体置换装置可从磨光垫上的区域置换至少部分第一流体，所述流体置换装置可被置于流体限制装置和载体头部之间的磨光垫上贴近的位置。流体输送装置可在该磨光垫区域用第二流体替换第一流体，第二流体不同于第一流体。根据本专利技术的又一个实施方案，提供一种控制存在于磨光垫表面上薄膜的性质的方法。该方法包括置换存在于磨光表面区域上的流体和在磨光表面区域用第二流体替换被置换的流体。该区域的替换发生在置换之后，以便第二流体占据先前由被置换的流体占据的区域。根据本专利技术的另一个实施方案，提供一种控制存在于磨光垫表面上薄膜的性质的方法。该方法包括至少部分地置换存在于磨光表面区域上的流体和在磨光表面区域用第二流体替换被置换的流体。该区域的替换发生在置换之后以便第二流体占据至少部分先前由被置换的流体占据的区域。根据本专利技术的又一个实施方案，提供一种用于化学机械平面化(CMP)系统的设备。可被置于磨光垫上贴近的位置的头部包括限定在头部中的输入端和输出端。输入端可在贴近的位置输送流体到磨光垫的表面上。邻近于输入端定向的输出端可去除至少部分被输送到磨光垫表面上的流体。在另一个实施方案中，提供一种控制磨光垫表面上的薄膜的性质的方法。该方法包括在磨光垫上输送流体和从磨光垫表面上去除至少部分流体。该流体在磨光垫表面上贴近的位置被输送。至少部分该流体的去除被配置以发生在磨光垫表面上贴近的位置和邻近于流体的输送。在另一个实施方案中，提供一种可控制化学机械磨光(CMP，chemical mechanical polishing)系统的设备。该设备包括传感器、计算机和头部。该头部可被置于磨光垫上贴近的位置。该头部包括限定在头部中的输入端，该输入端可在贴近的位置输送流体并且输送到磨光垫的表面上，和在头部中的输出端，该输出端邻近于输入端定向。该输出端可去除至少部分被输送到磨光垫表面上的流体。根据又一个实施方案，提供一种用于化学机械平面化(CMP)系统的设备。该设备包括可被置于磨光垫上贴近的位置的头部。限定在头部中的输出端可被置于磨光垫上贴近的位置并且被配置以能够去除存在于磨光垫表面上的材料。限定在头部中的输入端可被置于磨光头部上贴近的位置，可输送流体到磨光垫表面以至少部分地替换所被配置以由输出端去除的材料，该输出端被置于头部之上邻近于输入端。本专利技术优点众多。在晶片表面上引入薄膜厚度变化提供方法和设备之所需，所述方法和设备可差别性地改变磨光表面区段上的浆料、水及其他流体的浓度，以便在晶片表面材料上施加单独的区域平面化。通过置换存在于磨光表面上的流体和替换在置换区域中的流体，对施加于磨光表面的流体的精确区段控制可在晶片上增减材料的去除速率。与确保整个晶片表面的均一去除速率的传统尝试相反，能够进行独立区域平面化的目标是提供对目标剩余层厚度均一性的控制。应理解的是以上的概述及其下的详细说明仅仅是示范性的和说明性的，并不像权利要求一样限制本专利技术。附图说明附图，其并入并构成本说明书的一部分，说明本专利技术示范性的实施方案，并与说明书描述内容一起来说明本专利技术的原理。图1是根据本专利技术的一个实施方案用于差别性闭合回路平面化控制的化学机械平面化(CMP)系统的截面图。图2是根据本专利技术的一个实施方本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于化学机械平面化系统的设备，其包括：流体置换装置，其可被置于磨光垫上贴近的位置，该流体置换装置被配置以从磨光垫区域置换至少部分第一流体；和流体输送装置，其可在所述磨光垫区域用第二流体替换第一流体，第二流体不同于第一流体 。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y戈特基斯，D林，
申请(专利权)人：兰姆研究有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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