修改基板厚度輪廓制造技術

一種研磨系統，該研磨系統包括支座以固持具有將被研磨的基板表面的基板、保持研磨墊與該基板表面接觸的載體，及壓力施加器，以在研磨墊的背面的選定區域施加壓力。該背面與該研磨表面相對。該壓力施加器包括致動器及主體，該主體經配置以由該致動器移動來接觸及不接觸該研磨墊的背面的選定區域。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本揭示內容涉及化學機械研磨，且更具體而言涉及修改基板厚度輪廓。
技術介紹
集成電路通常通過導電層、半導電層或絕緣層在硅晶片上的依序沉積而在基板上形成。各種制造工藝要求基板上的層的平坦化。例如，一個制造步驟涉及在非平面表面上沉積填料層，并將該填料層平坦化。對于特定的應用，該填料層被平坦化直到圖案化層的頂表面暴露為止。例如，金屬層可被沉積于圖案化絕緣層上，以填充該絕緣層中的溝槽及孔洞。平坦化之后，在該圖案化層的溝槽及孔洞中的金屬的剩余部分形成了通孔、插頭及接線，以提供基板上的薄膜電路之間的導電路徑。化學機械研磨(CMP)是平坦化的一種公認方法。此平坦化方法通常要求基板被安裝在承載頭上。該基板的暴露表面通常被放置成抵靠旋轉研磨墊。該承載頭在背側基板上提供可控制的負載，以將該基板的前側推靠至該研磨墊。具有研磨顆粒的研磨漿料(slurry)通常被供應到研磨墊的表面。
技術實現思路
在可商購的研磨系統中，基板接收背側壓力，該背側壓力將基板的暴露表面推靠至旋轉研磨墊。然而，該基板具有相對高的剛性(stiffness)，導致基板的背側上的壓力被分散到該基板的前表面上的較大區域。例如，施加到該基板的背側上的1mm直徑點的壓力可被分散以覆蓋具有例如30mm直徑的區域。作為結果，難以利用該背側壓力來精細地控制該基板的暴露表面上的壓力分布。校正位于該暴露表面上的小區域內的不期望的尖峰或凹谷可能變得困難。一種用來解決此問題的技術是控制研磨墊抵靠基板的壓力。在一個方面中，研磨系統包括支座以固持具有將被研磨的基板表面的基板、保持研磨墊與該基板表面接觸的載體，以及壓力施加器以用于在研磨墊的背面的選定區域處施加壓力。該背面與該研磨表面相對。該壓力施加器包括致動器及主體，該主體經配置以由該致動器移動來接觸及不接觸該研磨墊的背面的選定區域。在另一個方面中，研磨工具包括體塊(bulk)研磨站、修改站，及轉移機制，該轉移機制經配置以在體塊研磨站與該修改站之間轉移基板。該體塊研磨站包括可旋轉平臺以支撐研磨制品，并且包括承載頭以保持具有基板表面的基板接觸研磨制品的研磨表面，該承載頭具有一或更多個可控制區域。該修改站包括：支座，以用于固持將被研磨的基板；保持研磨墊與該基板表面接觸的載體；及壓力施加器，以用于在研磨墊的背面的選定區域處施加壓力，該背面與該研磨表面相對，其中該壓力施加器包括致動器及主體，該主體經配置以由該致動器移動來接觸及不接觸該研磨墊的背面的選定區域。在另一個方面中，研磨的方法包括以下步驟：使基板的表面與研磨墊的研磨表面接觸，該基板的表面包含一或更多個研磨不足(underpolished)的區域，該研磨墊跨越基板的表面；施加壓力到該硏磨墊的背面的一或更多個選定區域，而基本上不在該研磨表面的背面的其余部分施加壓力，該背面與該研磨表面相對，該背面的一或更多個選定區域對應于一或更多個研磨不足的區域；以及產生基板與研磨墊之間的相對運動，以造成一或更多個研磨不足的區域的研磨。在另一個方面中，研磨系統包括：支座，以用于固持基板，該基板具有將被研磨的基板表面；用于調節研磨墊的調節系統，該調節系統包含一或更多個調節頭；可移動支撐結構；以及載體，以用于固持研磨墊。該載體從該可移動支撐結構懸垂，且該支撐結構經配置以在用于固持基板的支座與調節系統之間移動載體。實施方式可以包括以下一或更多個優點。局部壓力可從正被研磨的基板表面的前側施加，而不經過該基板。在基板表面上的壓力分布可被精細地控制，而不分散穿過該基板，使得局部厚度修改可以精確地執行。局部壓力可由壓力控制墊施加，該等壓力控制墊具有選擇的尺寸及形狀，該等尺寸及形狀對應于需要厚度修改的基板上的區域的尺寸和/或形狀。該等壓力控制墊可相對于基板移動，以在多個位置處修改基板厚度。壓力分散可進一步通過使用研磨墊來減少，基于需要厚度修改的基板上的區域的尺寸和/或形狀來設定研磨墊的尺寸和/或形狀。替代地或附加地，一或更多個柔性環可被使用，以將局部壓力施加到該研磨墊和該基板，以精細地修改期望位置處的基板厚度。該厚度修改可在修改站進行，該修改站額外地整合地包括研磨墊調節系統。多交叉處理可被進行，其中在一或更多個研磨墊被調節的同時，一或更多個基板的厚度被修改。本專利技術的一或更多個實施例的細節闡述于附圖和以下的描述中。本專利技術的其他特征、目標及優點將顯見于描述和繪圖，以及權利要求。附圖說明圖1繪示研磨系統的范例的示意剖面圖。圖2繪示修改站的范例的框圖。圖3和圖4繪示修改站的多個部分的示意性頂視圖。圖5A和圖5B繪示壓力控制墊的示意性剖面圖。圖6是柔性環的范例的示意性立體圖。圖6A是柔性環的示意性剖面圖。圖7是用于修改基板的厚度輪廓的范例工藝的流程圖。具體實施方式概觀當基板的表面使用化學機械研磨工藝來研磨時，有時在表面的不同位置處的基板材料是以不同的速率被移除。例如，與基板的中心附近的表面區域相比，在基板的邊緣附近的表面區域中的基板材料可以較高的速率來移除。在另一個范例中，該研磨表面可能在小的局部區域(例如，具有10mm或更小的線性尺寸的區域)中包含不期望的研磨不足的尖峰，或過度研磨的凹谷。這樣的尖峰或凹谷可能由研磨工藝或研磨設備中的缺陷所造成。為了探討的簡便，基本上平坦化該基板的表面的研磨工藝稱為體塊研磨(bulkpolishing)，即，基本上移除下方圖案所造成的臺階高度差異，且移除意圖移除的材料的體塊部分。本公開的化學機械研磨工藝包括一或更多個額外的步驟，該等步驟在基板的體塊研磨之前、期間和/或之后修改基板的厚度輪廓。在這些工藝中，替代或附加于背側壓力，被研磨的該表面從前側接收壓力，而不使壓力穿過該基板。該前側壓力通過研磨墊來施加，且基本上不會通過研磨墊分散。通過精細地控制該區域及施加至研磨墊的壓力量，在被研磨的該表面處達到的壓力被精細地控制。對該基板的厚度輪廓的修改可被高度局部化并且是可調節的，且可被執行于不同的區域，例如，該基板表面的徑向區域。該局部壓力可利用一或更多個壓力控制墊和/或一或更多個柔性環來施加。在一些實施例中，背側壓力及前側壓力可被組合使用。該厚度修改可機械地、化學地或化學機械地執行。在一些實施方式中，一或更多個額外的步驟包括化學機械研磨步驟，該等化學機械研磨步驟類似于體塊研磨中使用的化學機械研磨步驟，不同之處在于，在被研磨的表面上的壓力分布被精細地控制，使得化學機械研磨僅發生在該表面的期望且局部化的區域處。一或更多個步驟也可包括調節厚度修改中所使用的研磨墊。該調節可方便地執行于厚度修改工藝被執行的相同站處。有時候調節僅在研磨墊的選擇位置處完成，該等選擇位置被用來在對應位置處修改基板的厚度。范例研磨系統圖1繪示研磨系統100的范例，該研磨系統包括體塊研磨設備104及修改站102。將被研磨的基板10可在修改站102與體塊研磨設備104之間轉移，以用于厚度修改及體塊研磨。例如，在基板10于研磨設備104的體塊研磨之前、期間或之后，該基板可被引導至修改站102。基板10的轉移可以利用站102與設備104之間的機制(例如，裝載/卸載組件或機器人臂)進行。在一些實施方式中，修改站102是獨立系統。在此情況下，修改站102可位于體塊研磨設備104附近，例如，相同的處理室中。盡管在圖式中沒有繪示，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種研磨系統，所述研磨系統包含：支座，以固持基板，所述基板具有將被研磨的基板表面；載體，以保持研磨墊的研磨表面與所述基板表面接觸；以及壓力施加器，以在所述研磨墊的背面的選定區域處施加壓力，所述背面與所述研磨表面相對，其中所述壓力施加器包括致動器及主體，所述主體經配置以由所述致動器移動來接觸及不接觸所述研磨墊的所述背面的所述選定區域。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.18 US 14/334,948;2014.07.18 US 62/026,2691.一種研磨系統，所述研磨系統包含：支座，以固持基板，所述基板具有將被研磨的基板表面；載體，以保持研磨墊的研磨表面與所述基板表面接觸；以及壓力施加器，以在所述研磨墊的背面的選定區域處施加壓力，所述背面與所述研磨表面相對，其中所述壓力施加器包括致動器及主體，所述主體經配置以由所述致動器移動來接觸及不接觸所述研磨墊的所述背面的所述選定區域。2.如權利要求1所述的研磨系統，其中所述載體經配置以固持所述研磨墊，所述研磨墊具有比所述基板更大的寬度，使得所述研磨墊接觸基本上所有的所述基板。3.如權利要求2所述的研磨系統，其中所述載體經配置以僅在所述研磨墊的邊緣處固定至所述研磨墊，以及所述邊緣內的所述研磨墊的所述背面的剩余部分對于腔室中的流體是開放的。4.如權利要求1所述的研磨系統，其中所述壓力施加器包含壓力控制墊，所述壓力控制墊相對于所述研磨墊可橫向移動。5.如權利要求4所述的研磨系統，其中所述壓力施加器包含一或更多個壓力控制墊，每一個壓力控制墊獨立于其他的壓力控制墊可橫向移動。6.如權利要求4所述的研磨系統，其中所述壓力施加器包含一對壓力控制墊，當所述基板被所述基板支座固持時，所述一對壓力控制墊可相對于所述基板表面的中心協調地移動。7.如權利要求1所述的研磨系統，其中所述壓力施加器包含柔性環，所述柔性環具有頂部結構及底部結構，所述頂部結構具有固定直徑，且所述底部結構具有橫截面以用于接觸所述研磨墊的所述背面且具有可調整的直徑。8.如權利要求7所述的研磨系統，其中所述柔性環進一步包含肋部及移動機制，每個肋部在所述主體的相鄰槽之間具有連接到所述移動機制的一端以及連接到所述主體的底部的另一端，其中所述移動機制經配置以沿著所述主體的長軸移動，以便調整所述主體在所述底部處的直徑。9.一種研磨工具，包括：體塊(bulk)研磨站，所述體塊研磨站包括：可旋轉平臺，以支撐研磨制品，及承載頭，以保持基板與所述研磨制品的研磨表面接觸，所述基板具有基板表面，所述承載頭具有一或更多個可控制區域；修改站，所述修改站包括：支座，以固持將被研磨的所述基板；載體，以保持研磨墊的研磨表面與所述基板表面接觸；及壓力施加器，以在所述研磨墊的背面的選定區域處施加壓力，所述背面與所述研磨表面相對，其中所述壓力施加器包括致動器及主體，所述主體經配置以由所述致動器移動來接觸及不接觸所述研磨墊的所述背面的選定區域；及轉移機制，所述轉移機制經配置以在所述體塊研磨站與所述修改站之間轉移所述基板。10.一種研磨的方法，所述方法包括以下步驟：使基板的表面與研磨墊的研磨表面接觸，所述基板的表面包含一或更多個研磨不足的區域，所述研磨墊跨越所述基板的表面；將壓力施加到所述研磨墊的背面的一或更多個選定區域，而基本上不施加壓力至所述研磨表面的所述背面的剩余部分，所述背面與所述研磨表面相對，所述背面的一或更多個選定區域對應于所述一或更多個硏磨...

【專利技術屬性】
技術研發人員：J·古魯薩米，H·C·陳，
申請(專利權)人：應用材料公司，
類型：發明
國別省市：美國;US