用于前沿和后沿控制的空气台板制造技术

本发明专利技术描述了一种空气台板组件，该空气台板组件包括一个具有多个同心环（１６４）的台板（１４０）。每个环具有多个开口（１４４）以便给ＣＭＰ带（１０２）提供气垫。至少有一个环延伸超出要被ＣＭＰ带（１０２）整平的晶片（１１６）的外边缘（１６６）。支撑件（１３６）与台板连接并且具有多个通气口使压缩空气通到台板的环。密封垫（１３８）放置在支撑件（１３６）和台板（１４０）之间，并且具有多个与开口和通气口对准的切掉部分。空气台板组件还包括一个底座（１３４），并且支撑着支撑件（１３６）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及用于处理半导体晶片的设备。本专利技术特别涉及一种在半导体晶片的化学机械抛光过程中用于支撑线性带的空气台板。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)在晶片的加工中被用于整平半导体晶片。因为晶片上的半导体电路通常构造在多个层上，电路的一部分形成在第一层上，导电过孔将其与下一层上的电路的一部分连接起来，每一层都能够在晶片上增加或形成外形(topography)，而在产生下一层之前，晶片必须被弄平滑。为了提高晶片上电路的工艺性，很多加工步骤需要整平晶片表面。例如，为了提高导电过孔沉积的均匀性，在沉积之前，晶片被整平以减少金属所沉积的表面上的凸起和凹部。在常规的整平技术中，旋转的晶片托架头使晶片与抛光垫接触，抛光垫在要被整平的晶片表面的平面内旋转，并且施加压力给半导体晶片以便支撑晶片面朝下对着移动的抛光垫。一种类型的抛光或者整平设备是线性抛光器。在线性整平技术中，环形带绕着两个或者更多辊子运行。晶片被压靠在环形带的移动抛光表面上。线性抛光系统的一个例子是由加州Fremont的Lam研究公司制造的TeresTMCMP系统。线性CMP系统的一个关键元件是空气台板。空气台板通过空气通道提供气垫以支撑环形带，因为晶片上施加了压力。然而，现有的空气台板提供的气垫没有考虑到当晶片靠着环形带表面放置时，在晶片表面上的变化，这导致晶片的抛光不均匀。如果抛光不均匀，就可能存在没有被从晶片表面清除掉的外形，或者晶片表面就可能被整平为存在凹坑的情况。与空气台板有关的另一个问题是支撑晶片边缘的环形带部分自身经常没有被空气台板适当地支撑。这可能会导致通常所述的边缘排斥(edge exclusion)。边缘排斥绝对是由于晶片的平衡造成的一部分晶片边缘没有得到同样的抛光作用。造成的结果就是用于生产产品的可用区域的减少。因此，本领域需要一种用于CMP系统的改进的空气台板。
技术实现思路
为了解决晶片边缘对于改进的整平或者抛光控制的需求，一种用于支撑抛光部件的台板组件，例如在线性抛光设备上的线性带，将在下面被描述。根据本专利技术的一方面，公开了一种台板组件，该组件包括一个具有多个同心环的台板。每个环具有多个开口以便为CMP带提供气垫，并且其中至少一个环延伸出超出要被CMP带整平的晶片的外边缘。一个支撑件与台板连接，并且具有多个通气口用于使压缩空气通到该板的环。一个密封垫被放置在支撑件和台板之间，并且具有多个切掉部分与开口和通气口对准。空气台板组件还包括一个支撑着该支撑件的底座。根据本专利技术的另一个方面，公开一种包括多个同心环的空气台板。每个环具有多个空气通道以便为CMP带提供气垫。除了最里面的两个环之外，每个环都具有顶部四分之一区域(quarter)、底部四分之一区域、前沿四分之一区域、和后沿四分之一区域。每个四分之一区域和最里面的环都是一个独立的气路，用于接收压缩空气供给。至少一个环被定向为延伸超出要被CMP带整平的晶片的外边缘。一个压力调节器与每个最里面的环相连接，并且三个压力调节器与其余的每个环相连接。根据本专利技术的另一个方面，空气台板包括八个同心环，每个环具有多个通道以便为CMP带提供气垫。外面的六个环每个都具有顶部四分之一区域、底部四分之一区域、前沿四分之一区域、和后沿四分之一区域。每个四分之一区域和最里面的两个环都是独立的气路用于接收压缩空气供给。有一个压力调节器与每个最里面的环相连接，有三个压力调节器与六个环的每个相连接。三个压力调节器之一与顶部四分之一区域和底部四分之一区域相连接，三个压力调节器中的第二个与前沿四分之一区域相连接，三个压力调节器中的第三个与每个其余环的后沿四分之一区域相连接。此外，还有两个通道通过空气台板，每个通道都具有多个通路，从该通道向上延伸到空气台板的上表面。至少六个外部环中的一个延伸超出将被CMP带整平的晶片的外边缘。附图说明图1是线性化学机械抛光系统实施例的透视图；图2是空气台板组件的顶视图；图3是沿着图2的3-3线的空气台板组件的侧视图；图4是空气台板组件与带的顶视图，从空气台板组件上通过的一部分带被切掉；图5是图1的线性化学机械抛光系统，其控制器及空气台板组件与空气调节器电连接。具体实施例方式现在参考附图，图1是用于抛光工件的线性化学机械抛光(CMP)系统100的透视图。所示出的实施例中的系统100适合整平半导体晶片，例如半导体晶片116。然而，系统100中包含的工作原理也可以被应用到其它工件的化学机械抛光上。晶片包括被CMP系统100抛光的抛光面117和外边缘166。CMP系统100包括带102，第一辊104，第二辊106，台板组件108，抛光头110，膏剂分配器(slurry dispenser)112，调节器114，和控制器118。辊104，106被以预定的相隔距离设置以保持带102，并移动带102以允许晶片116的线性抛光。辊104，106被转动，例如沿箭头122、124指示的方向被电机转动。因此辊104、106形成用于移动带102的运送装置，以连续的环路通过晶片116。其它的运送装置包括轮、皮带轮和在带102上保持适合的张力的张紧装置的组合，以及与之相关的驱动元件，例如电机和机械连接件。诸如带102的速度和张力的工作参数，通过辊104，106由控制器118控制。控制器118可以包括处理器或者其它计算器件，该计器元件能够响应存储在相关的存储器中的数据和指令进行操作。带102优选是环形(endless loop)抛光带。在它的最简化形式中，带102以单个的环形层制成，它不但提供抛光表面，还提供用于在辊104、106上安装、张紧和牵引(tracking)的机械强度。在化学机械抛光系统100中用于抛光工件，例如晶片116的带102包括一个聚合层，形成具有预定宽度和预定长度的环形带以适合化学机械抛光系统100。带102包括在环形带的一面的顶部或抛光表面126和相对的底层127。抛光表面126可以是任何具有足够的强度、柔性和耐用性的适合的抛光材料。在一个优选实施例中，抛光表面126由单一的大致均匀的聚合材料层造成，例如聚氨酯(polyurethane)。然而，在其它实施例中，抛光材料可以由任何适合的具有大致均匀的厚度和结构的聚合材料造成，包括橡胶或塑料。膏剂分配器112将膏剂分配到带组件102上。通常膏剂包括两种成分。不同的应用需要不同的膏剂成分，取决于要被除去或者被抛光的材料。在一个例子中，诸如二氧化硅或者氧化铝的研磨剂颗粒，与诸如氢氧化钾的化学物质组合在一起。化学物质起到使表面变柔软并使表面与水化合的作用，研磨剂颗粒起除去表面材料的作用。正确的膏剂成分是基于要被抛光或者被整平的材料来选择的。例如，用于整平在晶片116的表面117上的二氧化硅层的膏剂成分不同于用于整平在表面117上的金属层的膏剂成分。同样，适用于钨金属层的膏剂成分将不同于用于比钨软的铜层的膏剂成分。为了均匀地整平或者抛光，膏剂优选被均匀分布在晶片116的表面117上。调节器114处理带102的表面126以保持带的粗糙度或者摩擦性相对恒定。正常地，由于带102整平或者抛光晶片116，一些从晶片116去除下来的材料被沉积在带102的表面126上。如果太多晶片116的表面117材料沉积在带表面117上，带102的去除速率将迅速下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气台板组件包括：一个具有多个同心环的台板，每个所述环具有多个开口，以便给ＣＭＰ带提供气垫，所述多个环中至少一个延伸超出要被所述ＣＭＰ带整平的晶片的外边缘；一个与所述台板相连接的支撑件，所述的支撑件具有多个通气口，用于使压缩空气通到所述台板的所述环；一个放置在所述支撑件和所述台板之间的密封垫，所述密封垫具有多个切掉部分，其与所述开口和所述通气口对准；以及一个支撑所述支撑件的底座。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：A德拉勒拉，X彭，许苍山，D魏，T隆，
申请(专利权)人：拉姆研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]