基片保持机构、基片抛光设备和基片抛光方法技术

一种基片保持机构，包括：　　　　安装凸缘；　　　　固定在所述安装凸缘上的支承件；　　　　固定在所述安装凸缘上并且布置在所述支承件外周的限位环；　　　　其中，将要被抛光的基片被保持在由所述限位环包围着的所述支承件的下侧，所述基片被推压在抛光面上；　　　　所述限位环由聚酰亚胺化合物制成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用在抛光设备中的基片保持机构，所述抛光设备用于抛光基片例如半导体晶片的表面，以使基片表面平整。本专利技术还涉及使用所述基片保持机构的基片抛光设备和基片抛光方法。
技术介绍
近年来，随着高集成度半导体器件的制造工艺的进步，电路布图或互联结构变得越来越小和精细，布图之间的间隙也在减小。随着布线间隙的减小，利用光刻等技术形成电路图形时的焦深变得越来越浅。特别是在光刻0.5μm以下的结构中，由于光刻焦深的原因，将要通过光刻设备形成电路图形影像的半导体晶片表面需要有高表面平整度。为实现所需的表面平整度，广泛采用使用抛光设备的抛光技术。这种类型的抛光设备具有转台，抛光布结合在转台顶部以形成抛光面。抛光设备还具有作为基片保持机构的顶环。转台和顶环以各自的转数彼此独立地旋转。由顶环保持着的将要被抛光的基片被推抵在转台的抛光面上，同时抛光液被施加在抛光面上，从而将基片表面抛光为平整的镜面。在完成抛光后，基片被从顶环本体上释放并被传送到下一工序，例如清洗工序。在上面描述的抛光设备中，保持着将要被抛光的基片的顶环基片保持部分可能会因基片抛光中产生的摩擦热量而变形。此外，抛光能力可能会因抛光面上的温度分布而变化。顶环的基片保持部分的变形以及抛光能力的变化导致基片抛光功能下降。此外，如前所述，这种类型的抛光设备在抛光基片时，向抛光台的抛光面上施加抛光液例如浆料。抛光液容易粘附在顶环的外表面、特别是外周表面上，并在此干燥。如果干燥的固体物质落在抛光面上，则会对抛光过程产生负面影响。为了防止顶环的基片保持部分因基片抛光中产生的摩擦热量而变形，JP-A-11-347936(日本专利申请公开文献)公开了将具有良好导热性的材料附着在基片保持部分(晶片保持器)上，以使温度分布均匀，并且基片保持部分中设有制冷剂流道，以便通过制冷剂流道供应制冷剂，以冷却基片保持部分，此外，基片保持部分上设有翅片，以促进热耗散。然而，JP-A-11-347936中公开的方法仍不足以有效地冷却顶环的基片保持部分的外周部(特别是导环)，因此存在下述问题，即抛光液，例如浆料，可能会粘附在基片保持部分的外周部上，并被干燥而与基片在抛光时产生的抛光碎屑一起紧密附着于此。随着半导体基片的直径增大，抛光台的抛光垫与将要被抛光的基片之间的接触面积也增加了。因此，在基片抛光时温度趋向于升高。同时，常见的措施是使用具有复杂机构的基片抛光设备，以便控制抛光轮廓。许多抛光设备采用了这样的方法，其中在所述复杂机构中，具有高摩擦系数的组成元件被推压接触抛光垫。这也可能在抛光中引起温度升高。在基片抛光过程中温度升高会对抛光垫的表面和浆料成分产生影响，并且导致由抛光设备在一定抛光速率(polishing rate)下获得的基片的抛光面的平整度下降，同时也不能稳定地获得理想的平整度和抛光速率。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上面描述的状况而研制的。本专利技术的目的是提供一种基片保持机构、一种基片抛光设备和一种基片抛光方法，它们能够使得在对被抛光基片进行抛光的过程中产生的热量最小化，和/或有效地冷却基片保持机构的基片保持部分和抛光台的抛光面，和/或能够在基片抛光时将抛光台的抛光面和基片的温度维持在预定温度范围内，和/或因此而稳定地维持基片抛光面的平整度和抛光速率，和/或进一步能够有效地防止抛光液和抛光碎屑粘着并干燥于基片保持部分的外周部。本专利技术提供了一种基片保持机构，包括安装凸缘；固定在所述安装凸缘上的支承件；固定在所述安装凸缘上并且布置在所述支承件外周的限位环。将要被抛光的基片被保持在由所述限位环包围着的所述支承件的下侧，所述基片被推压在抛光面上。在基片保持机构中，所述限位环由聚酰亚胺化合物制成。通过如上所述使用由聚酰亚胺化合物制成的限位环，可以获得下述优点。对于形成抛光面的抛光垫来说，聚酰亚胺化合物具有最小的磨损率，并且通过摩擦产生的热量最低，如后文所述。因此，限位环具有延长的使用时间，并且可以长时间内维持高抛光性能，以及使抛光面的温度升高最小化。本专利技术提供了一种基片保持机构，包括安装凸缘；固定在所述安装凸缘上的支承件；固定在所述安装凸缘上并且布置在所述支承件外周的限位环。将要被抛光的基片被保持在由所述限位环包围着的所述支承件的下侧，所述基片被推压在抛光面上。所述安装凸缘设有至少与所述限位环连接的流道，温度受控的气体被通过所述流道供应，以冷却所述安装凸缘、所述支承件和所述限位环。如上所述，安装凸缘设有至少与所述限位环连接的流道，温度受控的气体被通过所述流道供应。因此，如果限位环在基片抛光时因摩擦而产生热量，热量可被高效排除。因此，可以维持高抛光性能。根据本专利技术，所述限位环设有与所述流道相通的多个通孔，用于将流经所述流道的气体喷射到抛光台的抛光面上。如上所述，限位环设有多个通孔，温度受控的气体被通过所述流道供应。这样，温度受控的气体通过通孔喷洒在抛光面上。因此，抛光面可被有效冷却，抛光面的温度升高可以最小化。根据本专利技术，基片保持机构还包括切换装置，用于选择性地将冷却气体和限位环清洗液供应至所述流道。通过如上所述提供切换装置，用于选择性地向流道供应冷却气体和限位环清洗液，从而能够选择性地进行限位环和抛光面的冷却以及限位环的清洗。根据本专利技术，在基片保持机构中，通过所述流道供应的温度受控的气体是潮湿气体。通过如上所述使用通过流道供应的潮湿且温度受控的气体，可以冷却限位环以及防止粘着在限位环上的抛光液和抛光碎屑干燥。根据本专利技术，基片保持机构在所述安装凸缘和所述支承件之间设有压力腔，压力流体被供应到所述压力腔以推压所述支承件。通过所述流道供应的气体的压力低于供应到所述压力腔的流体的压力。通过如上所述将通过所述流道供应的气体的压力设置成低于供应到所述压力腔的流体的压力，限位环可被冷却，而不会导致通过流道供应的气体的压力、也就是流道压力影响压力腔中用于推压支承件的压力。本专利技术提供了一种基片抛光设备，包括基片保持机构；具有抛光面的抛光台。由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述基片被抛光。所述基片保持机构是根据前面描述的基片保持机构。通过在基片抛光设备中使用上面描述的基片保持机构，使得基片抛光设备能够获得上面描述的基片保持机构的特性，并且能够优异地抛光基片。本专利技术提供了一种基片抛光设备，包括基片保持机构；具有抛光面的抛光台。由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述基片被抛光。基片抛光设备设有冷却装置，用于冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分。通过如上所述设置冷却装置，用于冷却抛光台的抛光面和基片保持机构的基片保持部分，使得在基片抛光时抛光台的抛光面和基片保持机构的基片保持部分可被维持在在预定温度范围内，并因此而使得基片可被以理想的平整度和预定抛光速率稳定地抛光。根据本专利技术，基片抛光设备中的冷却装置被以下述方式布置。抛光台的抛光面和基片保持机构的基片保持部分被具有引入口和排出口的拱顶覆盖，利用通过对所述拱顶的内侧部分地抽真空(排空)而产生的气流来冷却所述抛光台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：户川哲二，渡边俊雄，矢野博之，丰田现，岩出健次，竖山佳邦，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：