[发明专利]内扣环和外扣环

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2011/046828，国际申请日为2011年8月5日，进入中国国家阶段的申请号为201180044017.1，名称为“利用扣环的基板边缘调节”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及供化学机械抛光使用的载具头。

背景技术

集成电路通常通过导电层、半导体层或绝缘层在硅基板上的连续沉积而形成于基板上。一个制造步骤涉及沉积填料层于非平坦表面上和平面化填料层直到暴露非平坦表面。举例来说，可将导电填料层沉积于图案化绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽或孔。随后抛光填料层直到暴露绝缘层的凸起图案。在平面化之后，保留在绝缘层的凸起图案之间的导电层的部分形成穿孔、插头和接线，所述穿孔、插头和接线提供基板上薄膜电路之间的导电路径。对于其他应用（诸如氧化物抛光），将填料层平面化直到在非平坦表面上留下预定厚度为止。此外，需要平面化来平面化基板表面以供光刻。

化学机械抛光(CMP)为平面化的一个已接受方法。这种平面化方法通常要求将基板安装于载具头上。通常将基板的暴露表面与旋转抛光垫相抵靠而放置。载具头提供可控制负载于基板上，以推动所述基板与抛光垫相抵靠。通常将抛光液体（诸如具有磨料颗粒的泥浆）供应给抛光垫的表面。

载具头提供可控制负载于基板上，以推动所述基板与抛光垫相抵靠。载具头具有在抛光期间将基板保持在适当位置的内环。载具头也可具有环绕内环的外环。

发明内容

“边缘排除区域”为处于基板边缘的环形区域，此处抛光速率可显著偏离在基板中心附近的抛光速率，致使这一区域不适合于装置或提供较低的装置产率。举例来说，对于为抛光300mm晶圆而设计的一些载具头，边缘排除区域可为约15mm宽。

可使用各种技术补偿边缘排除。对于既具有内环又具有外环的载具头，通过使内环相对窄，可移动外环足够地接近于基板的边缘，使得内环和外环两者都可用来控制在基板边缘附近的压力。对于具有有可调整直径的扣环的载具头，可选择直径来提供在扣环与基板之间的侧向间距，所述侧向间距改善排除区域内的抛光一致性。同样，一些环几何形状可从基板边缘移走垫接触。

在一个方面，用于化学机械抛光机的载具头包括底座、基板安装表面、环形内环和环形外环。内环具有：内表面，配置为圆周地环绕定位于基板安装表面上的基板的边缘；外表面；和接触抛光垫的下表面。内环相对于基板安装表面而可垂直移动。外环具有圆周地环绕内环的内表面、外表面和接触抛光垫的下表面。外环相对于基板安装表面和内环且独立于基板安装表面和内环而可垂直移动。内环的下表面具有第一宽度，且外环的下表面具有大于第一宽度的第二宽度。

本发明的实施可包括一个或更多个下列特征。基板支持构件包含柔性隔膜。第一可增压腔室可施加第一压力到柔性隔膜，第二可增压腔室可施加第二压力到内环，且第三可增压腔室可施加第三压力到外环。第一压力、第二压力和第三压力为独立可调整的。外环的下表面可足够接近于基板安装表面，使得外环的下表面在抛光垫上的压力影响在基板边缘上的压力。第一宽度可在约0.04英寸与0.20英寸之间。第二宽度可多达1英寸。第二宽度可为第一宽度的约五倍到十五倍大。内环的外表面可包括倾斜部分且外环的内表面可包括具有与内环的内表面的倾斜部分相同的倾角的倾斜部分。内环外表面的倾斜部分可在内环内表面的倾斜部分上延伸。外环的底部表面可由比内环的底部表面更坚硬的材料形成。邻近内环下表面的内环外表面的下部分可具有比邻近内环上表面的内环外表面的上部分更小的外径向直径。

在另一方面，用于化学机械抛光机的载具头包括底座、基板安装表面、环形内环和环形外环。内环具有：内表面，配置为圆周环绕定位于基板安装表面上的基板的边缘的；外表面；和接触抛光垫的下表面。内环相对于基板安装表面而可垂直移动。外环具有圆周地环绕内环的内表面、外表面和接触抛光垫的下表面。外环相对于基板安装表面和内环且独立于基板安装表面和内环而可垂直移动。外环的下表面为足够接近于基板安装表面，使得外环的下表面在抛光垫上的压力影响在基板边缘上的压力。

本发明的实施可包括一个或更多个下列特征。第一宽度可在约0.04英寸与0.20英寸之间。