电化学辅助化学机械研磨处理中的移除行程控制制造技术

本发明专利技术各所述态样大致提供一种利用电化学沉积技术研磨一基板的方法及设备。在一态样里，用以研磨一基板的设备包含一反向电极以及位于一基板与该反向电极间的垫件。该反向电极及／或该垫件各者包含数个电性隔离的区域。一电性连接器个别地耦接于每一导体元件。在每一电性隔离区域内施加个别偏压。一具一材料层的基板可与该反向电极、该垫件或两者以相对运动方式移动。决定个别偏压的步骤可包含决定一时间，其中材料层至少一部份会与该反向电极的每一区域相关联。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例是有关于用以研磨一基板表面的方法及设备，而特别是关于一种用以控制将沉积于该基板表面上的材料予以移除的速率，以及在电化学辅助化学机械研磨处理(ECMP)中进行移除或研磨行程的方法。
技术介绍
化学机械研磨处理(CMP)是一常见用于平坦化基板的技术。CMP利用一化学组合物，通常是一研浆或其他流体媒体，以从基板上选择性移除材料。在传统CMP技术里，一基板载体或研磨头架置于一载体组件上，并定位接触到于一CMP设备内的研磨垫件。该载体组件提供一可控制压力于该基板上，将该基板制压于该研磨垫件。藉由一外部驱动力而使得该垫件相对于该基板移动。该CMP设备会于该基板表面与研磨垫件之间进行研磨或摩擦动作，而同时分散一研磨组合物以促进化学活化及/或机械活性，并且后续从该基板表面上移除材料。由于铜材料具有欲求的电性特性，故其持续增加应用于集成电路制造中。然而，铜具有其本身特殊制程问题。铜会沿着基板表面不同的表面拓朴，以不同移除速率而被移除，因此难以将铜材料从基板表面的有效移除且难平坦化基板表面。一种铜质研磨处理的解决方式是藉由电化学机械研磨(ECMP)技术来研磨铜。ECMP技术可藉由电化学溶解处理以从一基板表面移除导电材料，而同时藉由相较于传统CMP制程属较低的机械磨损来研磨该基板。该电化学溶解藉由在一电极与一基板表面间施加一电偏压而实施，以将导电材料从该基板表面移入周围的电解液。在电化学溶解的过程中，基板通常相对于一研磨垫件而移动，以增进从该基板表面上移除材料。在一ECMP系统实施例里，电性偏压会藉由一导电接触环状物来施加，此导电接触环状物与基板支撑元件(诸如基板承载头)内的基板表面为电性相通。在其他的ECMP系统中，会在一电极以及与该基板表面相接触的导电垫件间施加偏压。不幸地，这些传统式ECMP系统无法提供一种用以在ECMP制程期间调整及控制横越欲研磨基板表面上研磨行程的方法，。因此，亟需一种方法及设备，用以在ECMP期间控制移除速率及研磨行程(亦即研磨速率)。
技术实现思路
本专利技术的态样大致提供一种方法及设备，以利用电化学沉积技术、电化学溶解技术、研磨技术及/或这些组合来研磨一基板上的层。在一态样里，一种用以从一基板上沉积或移除材料的设备，其中包含一反向电极，以及一具基板接触表面而定位在一基板与该反向电极之间的垫件，同时该垫件可具有数个垫件区域，且该电极可具有数个电极区域。在本专利技术另一态样里，提供一种用以研磨一含有导电层的基板的方法，其中包含于该导电层与数个电极区域之间个别地施加数个偏压。该电极大致为一接至该材料层的反向电极，且可含有由一介电材料所区隔的数个导体元件。在另一态样里，提供一种用以处理一具导电层的基板的设备，其中包含一基板支撑件、一电极及一定位于该基板支撑件和该电极之间的垫件，其中该垫件包含数个区域，适以在该电极与一放置于该数个区域至少一者的该基板支撑件上的基板间调整电流密度。在另一态样里，提供一种用以处理一含有一导电层的基板的设备，其中包含一基板支撑件、一电极及一定位于该基板支撑件和该电极之间的垫件，其中该垫件包含数个区域，适以在该电极与一放置于该数个区域至少一者的该基板支撑件上的基板间调整电流密度。该研磨垫件可包含一第一参考电极与一第二参考电极。一方法可包含施加一第一偏压于该第一参考电极与该导电层之间。在该第一参考电极与该基板之间施加一第一偏压。于该第二参考电极与该基板之间施加一第二偏压。可在施加该第一偏压的过程中施加该第二偏压。在另一态样里，提供一种处理基板的方法，包含在其内设置有一电极的处理室里将一垫件接触到该基板，其中该垫件包含数个垫件区域适以在每一垫件区域内具有个别偏压控制，而该电极包含数个电极区域适以在每一电极区域内具有个别偏压控制；一电解液流动于该电极与该基板间；于每一垫件区域及每一电极区域间施加一个别偏压；以及从其上移除至少一部份的金属层。在一态样里，提供一种处理基板的方法，包含将一含导电材料层的基板置放于一处理设备内，该设备含有一具数个区域的电极与一研磨垫件；使该基板接触该研磨垫件；相对于这些数个电极区域而移动该基板，而至少一部份的基板会通过一个以上的这些数个电极区域；对这些数个电极区域各者施加一偏压，其中施加至数个电极区域每一者的偏压，是以时间修正，该时间是为该基板层的至少一部份关联到一或更多电极区域时；以及从该导电材料层移除导电材料。在另一态样里，提供一种处理材料层表面的方法，包含放置一含有一导电材料层的基板于一处理设备内，该设备含有一具数个区域的电极，与研磨垫件，该垫件具对应于该数个电极区域的数个区域；于该研磨垫件及该基板间提供相对移动；以及个别地对该研磨垫件的数个区域及该电极的数个区域各者施加一偏压，其中各偏压会引起按照依该研磨垫件的数个区域各者而变的速率，从该导电材料层上移除导电材料。附图说明可参照所附图式所绘的各具体实施例，而获致如前文所概述的本专利技术更为特定说明。然应注意各随附图式仅述明本专利技术的典型具体实施例，从而并不应被视为限制其范围，因本专利技术确可容获其他等同有效的具体实施例。图1A是一处理室具体实施例截面图，此者可用以实作本文所述的各所述态样；图1B是另一处理室具体实施例截面图，此者可用以实作本文所述的各所述具体实施例；图2是一反向电极具体实施例的底侧视图；图3是一介电插入件具体实施例的底侧视图； 图4是一如图3介电插入件的截面略图，此者曝出于电解液液流；图5是一介电插入件的截面略图，此者描述各区域的开启及关闭状态；图6是一导电垫件具体实施例的底侧视图，此者可用于本专利技术的各具体为便于了解，在此若属可能皆采行等同参考标号，以标指共用于各图式内的相同元件。具体实施例方式在此除非另外进一步定义，否则应由熟谙本所述技艺的人士对本文所采用的两个字汇及用词给定其业界中的一般与自订意义。化学机械研磨处理应被广泛诠释，并且包含，但不限于此，藉电化学作用、机械作用或电化学及机械两者作用的组合来摩擦一基板表面。电性研磨处理应予广义诠释，并且包含，但不限于此，藉施加电化学作用来平坦化一基板。电化学机械研磨处理(ECMP)应予广义诠释，并且包含，但不限于此，藉施加电化学作用或电化学及机械两者作用的组合，以从一基板表面移除材料来平坦化一基板。电化学机械镀层处理(ECMPP)应予广义诠释，并且包含，但不限于此，藉电化学方式将材料沉积于一基板上，且同时地藉施加电化学作用或电化学及机械两者作用的组合来平坦化该沉积材料。阳极(Anodic)溶解应予广义诠释，并且包含，但不限于此，直接地或间接地施加一阳极偏压于基板，这会使得将导电材料从一基板表面上移除，而溶入周围的电解液溶液内。孔洞应予广义诠释，并且包含，但不限于此，部份地或完全地经由一物体所构成的贯穿孔、洞孔、开口、沟槽、通道或通径。此外，如用于修饰该名词「平面」，此名词大致是依巨观性质或整体层级来描述一表面，而非该表面的粗糙度。图1A是一处理室具体实施例截面图，其中可实作至少一或更多的处理制程，包含电镀处理及研磨处理或它们的组合。该处理室100可实施电化学机械研磨(ECMP)。该处理室100可用以透过阳极溶解制程，将含有一导电层(如构成于晶圆基板上的导电层)的基板加以研磨。在一阳极溶解制程，会直接地或间接地对该基板施加一阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以处理具有一导体层的基板的设备，其包含：一基板支撑件；一电极；以及一垫件，位于该基板支撑件与该电极间，其中该垫件包含数个区域适以在该电极和置放于该基板支撑件上的一基板间提供一可调整电流密度，以用于该数个区域的至 少一区域。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立中，陈良毓，S梁，FQ刘，A杜布斯特，SD蔡，RA马夫里，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]