[发明专利]用于化学机械抛光的小型垫的载体

说明书

一种化学机械抛光系统包括基板支撑件、抛光垫组件、抛光垫载体及驱动系统，该基板支撑件经配置以在抛光操作期间固持基板，该抛光垫组件包含膜与抛光垫部分，该驱动系统经配置而引起该基板支撑件与该抛光垫载体之间的相对运动。抛光垫载体包含壳套，该壳套具有空腔与孔隙，该孔隙将该空腔连接到该壳套的外部。该抛光垫组件定位于该壳套中使得该膜将该空腔分成第一腔室与第二腔室，且该孔隙自该第二腔室延伸。该抛光垫载体与该抛光垫组件经定位与配置，使得至少在有充足压力施加于该第一腔室期间，该抛光垫部分突出穿过该孔隙。

技术领域

本公开关于化学机械抛光(CMP)。

背景技术

集成电路通常通过导体、半导体或绝缘层连续地沉积于硅晶片上而形成在基板上。一个制造步骤包括将填料层沉积在非平坦表面上以及平坦化该填料层。对于某些应用，平坦化填料层直到图案化层的顶表面暴露出来。例如，导电填料层可以沉积在图案化绝缘层上，以填充绝缘层中的沟槽或孔。在平坦化之后，保留于绝缘层的突起图案之间的金属层部分形成通孔、插塞及接线，通孔、插塞及接线提供基板上的薄膜电路之间的导电路径。对于其他应用(如氧化物抛光)，平坦化填料层直到一预定的厚度留在非平坦表面上。此外，光刻通常需要基板表面的平坦化。

化学机械抛光(CMP)是一种公认的平坦化方法。此平坦化方法通常要求将基板安装在载体或抛光头上。基板的暴露表面通常放置成抵靠旋转抛光垫。承载头提供在基板上的可控制负载以将基板推靠在抛光垫。研磨抛光浆料通常供应到抛光垫的表面。

发明内容

本公开提供了用于抛光基板的设备，在该设备中抛光垫抵靠基板的接触区域比基板的半径小。

在一个方面中，化学机械抛光系统包括基板支撑件、抛光垫组件、抛光垫载体及驱动系统，该基板支撑件经配置以在抛光操作期间固持基板，该抛光垫组件包含膜与抛光垫部分，该驱动系统经配置而引起该基板支撑件与该抛光垫载体之间的相对运动。该抛光垫部分具有抛光表面，用于在抛光操作期间接触基板，以及在相对抛光表面的一侧上抛光垫部分接合到膜。抛光垫载体包含壳套，该壳套具有空腔与孔隙，该孔隙将该空腔连接到壳套的外部。抛光垫组件定位于壳套中，使得膜将空腔分成第一腔室与第二腔室，且孔隙自第二腔室延伸。抛光垫载体与抛光垫组件经定位与配置，使得至少在有充足压力施加于第一腔室期间，抛光垫部分突出穿过孔隙。

实施可包括以下特征中的一个或多个。

膜与抛光垫部分为单一主体。抛光垫部分可通过黏接剂而固定于膜。膜可包括第一部分，该第一部分由柔性较差的第二部分所围绕，及抛光垫部分接合至第一部分。围绕孔隙的抛光垫载体的外表面可实质平行于抛光表面。

抛光垫载体和抛光垫组件可经配置而使得当第一腔室在大气压力下时，抛光垫部分至少部分地延伸穿过孔隙。抛光垫载体和抛光垫组件可经配置而使得当第一腔室在大气压力下时，抛光垫部分完全延伸穿过该孔隙。抛光垫载体和抛光垫组件可经配置而使得当第一腔室在大气压力下时，抛光垫部分只有部分地延伸穿过孔隙。

可控制的压力源可流体耦接至第一腔室。用于抛光流体的贮槽可流体耦接至第二腔室。该系统可经配置而使得在抛光操作期间，该抛光流体流入第二腔室中并从孔隙流出。清洗流体源可流体耦接至第二腔室。该系统可经配置而使得在抛光操作与抛光操作之间，清洗流体流入该二腔室中并从孔隙流出。

壳套可包括下部分，除了在孔隙处之外，该下部分实质延伸横跨膜的全部。壳套可包括上部分，以及膜的边缘被夹持在壳套的上部分与下部分之间。膜可实质平行于抛光表面。该驱动系统可经配置而将抛光垫载体以轨道运动的方式移动，同时在轨道运动期间，抛光垫部分与基板的暴露表面接触并将抛光垫维持在相对于基板的一固定角度定向上。

在另一个方面中，抛光垫组件可包括膜和抛光垫部分，该膜具有菜豆(kidney-bean)形状的周界，该抛光垫部分具有抛光表面，用于在抛光操作期间接触基板。在相对抛光表面的一侧上，抛光垫部分可接合到膜。

实施可包括以下特征中的一个或多个。