基片抛光设备制造技术

一种基片抛光设备包括：基片保持机构；具有抛光面的抛光台；其中，由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述基片被抛光；其中，设有冷却装置，用于冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分；所述冷却装置包括具有引入口和排出口的拱顶，所述拱顶覆盖所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分，以便利用通过对所述拱顶的内侧部分地抽真空而产生的气流来冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用在抛光设备中的基片保持机构，所述抛光 设备用于抛光基片例如半导体晶片的表面，以使基片表面平整。 本专利技术还涉及使用所述基片保持机构的基片抛光设备和基片抛光 方法。
技术介绍
近年来，随着高集成度半导体器件的制造工艺的进步，电路 布图或互联结构变得越来越小和精细，布图之间的间隙也在减小。 随着布线间隙的减小，利用光刻等技术形成电路图形时的焦深变 得越来越浅。特别是在光刻0.5pim以下的结构中，由于光刻焦深 的原因，将要通过光刻设备形成电路图形影像的半导体晶片表面 需要有高表面平整度。为实现所需的表面平整度，广泛采用使用 抛光设备的抛光技术。这种类型的抛光设备具有转台，抛光布结合在转台顶部以形 成抛光面。抛光设备还具有作为基片保持机构的顶环。转台和顶 环以各自的转数彼此独立地旋转。由顶环保持着的将要被抛光的 基片被推抵在转台的抛光面上，同时抛光液被施加在抛光面上，从而将基片表面抛光为平整的镜面。在完成抛光后，基片被从顶 环本体上释放并被传送到下一工序，例如清洗工序。在上面描述的抛光设备中，保持着将要被抛光的基片的顶环 基片保持部分可能会因基片抛光中产生的摩擦热量而变形。此外， 抛光能力可能会因抛光面上的温度分布而变化。顶环的基片保持 部分的变形以及抛光能力的变化导致基片抛光功能下降。此外， 如前所述，这种类型的拋光设备在抛光基片时，向抛光台的抛光 面上施加抛光液例如浆料。抛光液容易粘附在顶环的外表面、特 别是外周表面上，并在此干燥。如果干燥的固体物质落在抛光面 上，则会对抛光过程产生负面影响。为了防止顶环的基片保持部分因基片抛光中产生的摩擦热量而变形，JP-A-11-347936 (日本专利申请公开文献)公开了将具有 良好导热性的材料附着在基片保持部分(晶片保持器)上，以使 温度分布均匀，并且基片保持部分中设有制冷剂流道，以便通过 制冷剂流道供应制冷剂，以冷却基片保持部分，此外，基片保持 部分上设有翅片，以促进热耗散。然而，JP-A-11-347936中公开 的方法仍不足以有效地冷却顶环的基片保持部分的外周部(特别 是导环)，因此存在下述问题，即抛光液，例如浆料，可能会粘附 在基片保持部分的外周部上，并被干燥而与基片在抛光时产生的 抛光碎屑一起紧密附着于此。随着半导体基片的直径增大，抛光台的抛光垫与将要被抛光 的基片之间的接触面积也增加了。因此，在基片抛光时温度趋向 于升高。同时，常见的措施是使用具有复杂机构的基片抛光设备， 以便控制抛光轮廓。许多抛光设备采用了这样的方法，其中在所 述复杂机构中，具有高摩擦系数的组成元件被推压接触抛光垫。 这也可能在抛光中引起温度升高。在基片抛光过程中温度升高会对抛光垫的表面和浆料成分产生影响，并且导致由抛光设备在一定抛光速率(polishing rate)下 获得的基片的抛光面的平整度下降，同时也不能稳定地获得理想 的平整度和抛光速率。
技术实现思路
本专利技术是考虑到上面描述的状况而研制的。本专利技术的目的是 提供一种基片保持机构、 一种基片抛光设备和一种基片抛光方法， 它们能够使得在对被抛光基片进行抛光的过程中产生的热量最小 化，和/或有效地冷却基片保持机构的基片保持部分和抛光台的 抛光面，和/或能够在基片抛光时将抛光台的抛光面和基片的温 度维持在预定温度范围内，和/或因此而稳定地维持基片抛光面 的平整度和抛光速率，和/或进一步能够有效地防止抛光液和抛 光碎屑粘着并干燥于基片保持部分的外周部。本专利技术提供了一种基片保持机构，包括安装凸缘；固定在 所述安装凸缘上的支承件；固定在所述安装凸缘上并且布置在所 述支承件外周的限位环。将要被抛光的基片被保持在由所述限位 环包围着的所述支承件的下侧，所述基片被推压在抛光面上。在 基片保持机构中，所述限位环由聚酰亚胺化合物制成。通过如上所述使用由聚酰亚胺化合物制成的限位环，可以获 得下述优点。对于形成抛光面的抛光垫来说，聚酰亚胺化合物具 有最小的磨损率，并且通过摩擦产生的热量最低，如后文所述。 因此，限位环具有延长的使用时间，并且可以长时间内维持高抛 光性能，以及使抛光面的温度升高最小化。本专利技术提供了一种基片保持机构，包括安装凸缘；固定在 所述安装凸缘上的支承件；固定在所述安装凸缘上并且布置在所述支承件外周的限位环。将要被抛光的基片被保持在由所述限位 环包围着的所述支承件的下侧，所述基片被推压在抛光面上。所 述安装凸缘设有至少与所述限位环连接的流道，温度受控的气体 被通过所述流道供应，以冷却所述安装凸缘、所述支承件和所述 限位环。如上所述，安装凸缘设有至少与所述限位环连接的流道，温 度受控的气体被通过所述流道供应。因此，如果限位环在基片抛 光时因摩擦而产生热量，热量可被高效排除。因此，可以维持高 抛光性能。根据本专利技术，所述限位环设有与所述流道相通的多个通孔， 用于将流经所述流道的气体喷射到抛光台的抛光面上。如上所述，限位环设有多个通孔，温度受控的气体被通过所 述流道供应。这样，温度受控的气体通过通孔喷洒在抛光面上。 因此，抛光面可被有效冷却，抛光面的温度升高可以最小化。根据本专利技术，基片保持机构还包括切换装置，用于选择性地 将冷却气体和限位环清洗液供应至所述流道。通过如上所述提供切换装置，用于选择性地向流道供应冷却 气体和限位环清洗液，从而能够选择性地进行限位环和抛光面的 冷却以及限位环的清洗。根据本专利技术，在基片保持机构中，通过所述流道供应的温度 受控的气体是潮湿气体。通过如上所述使用通过流道供应的潮湿且温度受控的气体， 可以冷却限位环以及防止粘着在限位环上的抛光液和抛光碎屑干 燥。根据本专利技术，基片保持机构在所述安装凸缘和所述支承件之间设有压力腔，压力流体被供应到所述压力腔以推压所述支承件。 通过所述流道供应的气体的压力低于供应到所述压力腔的流体的 压力。通过如上所述将通过所述流道供应的气体的压力设置成低于 供应到所述压力腔的流体的压力，限位环可被冷却，而不会导致 通过流道供应的气体的压力、也就是流道压力影响压力腔中用于 推压支承件的压力。本专利技术提供了一种基片抛光设备，包括基片保持机构；具 有抛光面的抛光台。由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的 基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构 保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述 基片被抛光。所述基片保持机构是根据前面描述的基片保持机构。通过在基片抛光设备中使用上面描述的基片保持机构，使得 基片抛光设备能够获得上面描述的基片保持机构的特性，并且能 够优异地抛光基片。本专利技术提供了一种基片抛光设备，包括基片保持机构；具有抛光面的抛光台。由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的 基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构 保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述 基片被抛光。基片抛光设备设有冷却装置，用于冷却所述拋光台 的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分。通过如上所述设置冷却装置，用于冷却抛光台的抛光面和基 片保持机构的基片保持部分，使得在基片抛光时抛光台的抛光面 和基片保持机构的基片保持部分可被维持在在预定温度范围内， 并因此而使得基片可被以理想的平整度和预定抛光速率稳定地抛8光。根据本专利技术，基片抛光设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基片抛光设备，包括：　　　　基片保持机构；　　　　具有抛光面的抛光台；　　　　其中，由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述基片被抛光；　　　　其中，设有冷却装置，用于冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分；　　　　所述冷却装置包括具有引入口和排出口的拱顶，所述拱顶覆盖所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分，以便利用通过对所述拱顶的内侧部分地抽真空而产生的气流来冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分。

【技术特征摘要】
JP 2002-12-27 2002-380583;JP 2003-6-30 2003-1887751.一种基片抛光设备，包括基片保持机构；具有抛光面的抛光台；其中，由所述基片保持机构保持着的将要被抛光的基片被推压在所述抛光台的抛光面上，通过由所述基片保持机构保持着的所述基片和所述抛光台的抛光面之间的相对运动，所述基片被抛光；其中，设有冷却装置，用于冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分；所述冷却装置包括具有引入口和排出口的拱顶，所述拱顶覆盖所述抛光台的抛光面和所述基片保持机构的基片保持部分，以便利用通过对所述拱顶的内侧部分地抽真空而产生的气流来冷却所述抛光台的抛光面和所述基片保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：户川哲二，渡边俊雄，矢野博之，丰田现，岩出健次，竖山佳邦，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]