[发明专利]运用于化学机械抛光工艺中的保持环的轮廓及表面制备的方法和设备

说明书

本发明涉及运用于化学机械抛光工艺中的保持环的轮廓及表面制备的方法和设备。一种用于在保持环上形成牺牲表面的固定装置包括：固定板，所述固定板被定尺寸以实质匹配所述保持环的外径；以及夹紧装置，所述夹紧装置适于提供侧向负载至所述保持环的下部部分的内径侧壁或外径侧壁之一。

本申请是申请日为2015年10月29日、申请号为201510717954.9、发明名称为“运用于化学机械抛光工艺中的保持环的轮廓及表面制备的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容的实施方式涉及用于对诸如半导体基板之类的基板进行抛光的抛光系统。更具体地，实施方式涉及在化学机械平坦化(chemical mechanical planarization；CMP)系统中可用的保持环。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是常用于制造高密度的集成电路以对沉积于基板上的材料层进行平坦化或抛光的工艺。承载头可将保持在其中的基板提供至CMP系统的抛光站，并且可控地推动基板抵靠移动的抛光垫。在存在抛光流体的情况下，通过提供基板的特征侧之间的接触并且相对于抛光垫移动基板而有效利用CMP。通过化学和机械活动的组合从与抛光表面接触的基板的特征侧去除材料。在抛光时从基板去除的颗粒变成悬浮在抛光流体中。悬浮颗粒在用抛光流体抛光基板时被去除。

承载头通常包括界定基板范围并且可有助于将该基板保持在承载头中的保持环。该保持环的底表面通常由在抛光期间一般与抛光垫接触的牺牲(sacrificial)塑料材料制成。牺牲塑料材料被设计成经过连续运行而逐渐地磨损。

该保持环通常使用常规CNC加工方法制造。然而，通过常规加工方法生产的牺牲塑料材料的表面通常太过粗糙并且必须经修整以产生更平滑的表面以及可接受的平整度(flatness)。一种用于新保持环的“磨合(break in)”修整的方法涉及将保持环安装在全功能CMP系统上并且利用许多测试晶片(dummy wafer)来运行配方(recipe)。然而，这种方法因高资本和劳动力成本而效率较差。

因此，存在对用于生产具有所希望的粗糙度和表面平整度的保持环的简化方法和设备的需要。

发明内容

公开了一种保持环、一种保持环修整方法以及一种修整固定装置。在一个实施方式中，用于在保持环上形成牺牲表面的固定装置包括：固定板，所述固定板被定尺寸以实质匹配所述保持环的外径；以及夹紧装置，所述夹紧装置适于提供侧向负载(lateralloading)至所述保持环的下部部分的内径侧壁或外径侧壁之一。

在另一个实施方式中，公开了一种用于抛光工艺的保持环。所述保持环包括：主体，所述主体包括上部部分和下部部分；以及牺牲表面，所述牺牲表面设置在所述下部部分上，所述牺牲表面包括倒锥形(negative tapered)表面，所述倒锥形表面具有约0.0003英寸至约0.00015英寸的锥高。

在另一个实施方式中，公开了一种用于抛光工艺的保持环。所述保持环包括：环形主体，所述环形主体包括上部部分和下部部分，所述上部部分具有设置在第一平面中的平坦表面；以及牺牲表面，所述牺牲表面设置在所述下部部分上，所述牺牲表面设置在相对第一平面成负角度的第二平面中，并且具有约0.0003英寸至约0.00015英寸的锥高。

在另一个实施方式中，提供了一种用于形成抛光工艺所用保持环的方法。所述方法包括：将固定板耦接至环形主体的上部部分；提供侧向负载至所述环形主体的下部部分的内径侧壁或外径侧壁之一；以及将所述环形主体的所述下部部分推向旋转的抛光垫。

附图简要说明