用于处理表面的调整及温度控制的方法及设备技术

提供用以控制处理表面的温度、以及调整处理表面的方法与设备。在一个范例中，一系描述了ＣＭＰ系统之内的温度控制器。该ＣＭＰ系统具有一第一滚筒、一第二滚筒、以及一环绕着该第一滚筒与该第二滚筒的线性研磨带。该线性研磨带的宽度系横跨于第一边缘与第二边缘之间。该温度控制器乃包括一热能元件的阵列。该阵列的每个热能元件皆受到独立的控制。该热能元件的阵列系位于第一滚筒与第二滚筒之间、且其配置系与线性研磨带的背部表面相接触。该热能元件的阵列系系延伸于线性研磨带宽度的第一边缘与第二边缘之间。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一、本专利技术大体上涉及半导体晶片上的结构制造，尤有关于化学机械平坦化的方法与设备、以及化学机械平坦化设备的处理表面。二、在半导体装置的制造中，半导体晶片上的集成电路的定义、乃其具有藉由形成彼此覆盖的多个叠层而产生的多层架构。由于不同的叠层系彼此沉积而覆盖，晶片的表面形貌可能变得不规则，且此未经修正的不规则性将随着其后的叠层而增加。化学机械平坦化(CMP)已发展成一种用于晶片表面的平坦化的制造、并用以实行包括研磨、抛光、晶片清洗、与蚀刻处理等附加制造。一般而言，CMP制造乃涉及在一受控压力下、对一处理表面进行晶片的支撑与旋转。典型的CMP设备包括了线性研磨带处理系统，其中具有一处理表面的研磨带系支撑于两个以上的支轮或滚筒之间、后者系经由一旋转路径来推动研磨带、以展露出一平坦的处理表面、藉以铺放晶片。典型的晶片系由一晶片载具加以支撑与旋转，而在自身的环形轨道中前进的研磨带下侧则配置有一研磨机台。该机台提供一个使研磨带于其上前进的稳定表面，且晶片系铺放在机台所提供的稳定表面的研磨带处理表面上。其他的CMP设备则包括了具有用于处理表面的环形研磨片配置的旋转式CMP处理机具，一类似于环形CMP处理工具有轨道式CMP处理工具、一次穿孔CMP处理工具、以及其他提供多个设备与配置、且一般来说系利用摩擦力来对用以制造集成电路或其他结构的半导体晶片的表面进行平坦化、研磨、抛光、清洗、或别种不同处理的CMP处理系统。CMP处理系可包括使用不同程度的研磨料、化学物品、液体等等来达到摩擦力的最有效利用、以作为晶片表面的准备，且亦包括提供晶片的就地冲洗、以减少或移除CMP处理的残余物，以及在处理期间提供处理表面的清洗与调整、以维持处理过程的可控制性与稳定状态的几种设备。为了达成并维持处理过程的可控制性与稳定状态，举例来说，例如温度、压力、与清洁状态(例如微粒的生成与过滤)等环境条件皆受到严格地监视与操纵、以达到最佳的处理状态。其他的制造变数、例如处理表面的旋转或其他种移动的速度、支撑晶片的载具的旋转速度、用以将晶片铺放于处理表面的压力数、及处理时间等等，亦受到相同的监视与操纵。在应用摩擦力的处理环境、例如CMP中，处理温度系显著地影响了晶片表面的移除速率，亦因此影响到达到精准程度的材料移除的处理时间。举例来说，无法于准确的材料移除时间点终止处理作业将可能导致过度研磨、刮痕、凹碟现象、以及其他此类晶片表面与结构制造的缺陷。处理表面上的温度差异系依照处理程序及设备而大有不同。举例来说，线性研磨带CMP工具的处理表面便藉由处理过程的摩擦力、及藉由用以调整并启动研磨带的调整研磨片与圆盘的摩擦力来加热。冷却的要素系包括处理用剂、冲洗剂、以及当研磨带环绕着滚筒移动时、其处理环境的周遭温度。温度变化通常会影响半导体晶片的处理过程，且在处理期间当某些区域较其他区域传递较多温度变化时，亦对该半导体晶片的不同区域有不同的影响。一些尝试维持处理表面的温度的公知技术系包含引入水蒸气以将处理表面加热至符合期望的处理温度，但是除了其他缺点以外，水蒸气亦无法对付跨越整个处理表面的温度变化。线性研磨带系统的调整方法的公知技术则系包含一移动于整个处理表面的扫动调整研磨片，但是扫动调整研磨器并无法补偿研磨带系统中的波动现象，且会引起额外的温度变化。故所需者系为CMP工具中用以操纵及控制处理表面温度的方法、制造、与设备，藉以使半导体晶片的整个表面维持最佳及可控制的处理状态。三、大体而言，本专利技术系藉由提供方法、制造、与设备以达成、维持、并操纵用于CMP处理作业的处理表面的温度、来满足这些需求。本旭有可利用很多种方式加以实现，包括例如一种制造、一种设备、一种系统、一种装置、以及一种方法。本专利技术的几个实施例将叙述如下。在一个实施例中，系揭示了一种CMP系统内、具有一第一滚筒、一第二滚筒、及环绕着第一与第二滚筒的线性研磨带的温度控制器。CMP系统的线性研磨带系横跨于第一边缘及第二边缘之间。温度控制器系包括一热能元件的阵列。阵列中的每个热能元件皆受到独立的控制。该热能元件的阵列系位于第一滚筒与第二滚筒之间、且系配置成与线性研磨带的背面表面接触。且该热能元件的阵列系延伸于线性研磨带的宽度的第一边缘与第二边缘之间。在另一个实施例中，系揭示了一种CMP系统内、用以控制线性研磨带的温度的方法。CMP系统系包括一第一滚筒、第二滚筒、及环绕着第一与第二滚筒的线性研磨带。该线性研磨带系具有横跨第一边缘及第二边缘之间的宽度，且更具有一外部处理表面及一内部处理表面。用以控制线性研磨带的温度的方法、系包括将热能施加于线性研磨带的内部表面的一排线性阵列的位置上。该线性阵列的位置系由线性研磨带的第一边缘横跨至其第二边缘。该方法且更包括在各线性阵列的位置上、控制其所施加的热能的程度。在又一个实施例中，系揭示了一种准备表面调整器。准备表面调整器系在一CMP系统中，后者乃包括了一第一滚筒、一第二滚筒、及环绕着第一与第二滚筒的线性研磨带。该线性研磨带系具有横跨第一边缘及第二边缘之间的宽度，且具有与第一及第二滚筒与一准备表面接触的一内部表面。该准备表面调整器系包括一调整圆盘的阵列、用以调整线性研磨带的外部准备表面。每个调整圆盘皆受到独立的控制。该调整圆盘的阵列系延伸于线性研磨带宽度的第一边缘与第二边缘之间。在又另一个实施例中，系揭示了一种用以调整线性研磨带的外部处理表面的方法。线性研磨带的外部处理表面系在一CMP系统中，后者系具有一第一滚筒及一第二滚筒。该线性研磨带系环绕第一及第二滚筒，且具有横跨第一边缘及第二边缘之间的宽度。且该线性研磨带亦包括一内部表面。用以调整线性研磨带的外部处理表面的方法、乃包括将多个独立的调整元件沿着延伸于线性研磨带的第一边缘与第二边缘的一线性路径而散布。该方法更包括将各多个独立的调整元件沿着该线性路径而铺放在外部处理表面上。本专利技术具有许多优点。一个本专利技术中值得注意的益处及优点、系为晶片的临界边缘区域将可藉由在整个处理表面上维持较精准的处理表面温度的控制及操纵、而使所遭受的缺陷问题及处理的不规则性变少。另一个益处系为可藉由降低处理工具的热机时间、及降低或消除当晶片裸片(wafer blank)欲进入线上处理阶段所需的预热动作、而获得较佳的制造效率，并因而使晶片处理制造拥有更大的生产能力。另一个额外的益处系为较准确的处理作业控制将有助于较复杂的结构的制造、以及由一晶片至另一晶片或一批晶片至另一批晶片的一贯化制造。再另一个优点则系为个别的处理工具可拥有较长的处理时间，且处理工具的消耗品、例如处理研磨带亦可拥有较长的寿命。本专利技术的经过改良的处理表面调整系统乃可维持较公知技术的时间周期为长的处理表面，并使被调整及启动的处理表面在维修保养之间维持较长的处理时间。本专利技术的其他优点将可藉由以下的详细叙述、连同附图及对本专利技术的理念范例的说明、而更加清楚。四、此处所揭示者系为用于处理表面的温度控制与调整的专利技术。在较佳的实施例中，处理表面的温度控制系包括横跨于处理表面的个别加热元件、用以控制、操纵、及维持符合期望的处理表面的温度曲线。处理表面的调整则由一调整圆盘的阵列及其相关的冲洗与蓟头刷(thistle brush)单元所提供、以使处理表面达到有效的、可控制的、以及完整的调整与维持。在以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨（ＣＭＰ）系统，该ＣＭＰ系统具有一第一滚筒、一第二滚筒、及一线性研磨带、该线性研磨带是环绕着该第一滚筒与该第二滚筒、且该线性研磨带的宽度是横跨于第一边缘与第二边缘之间，以及一温度控制器，该ＣＭＰ系统的特征为包含：一热 能元件的阵列，该阵列的每个热能元件则受到独立的控制、该热能元件的阵列是位于该第一滚筒与该第二滚筒之间、而其配置是与该线性研磨带的背部表面相接触、且该热能元件的阵列是延伸于该线性研磨带宽度的该第一边缘与该第二边缘之间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：EA尼尔，
申请(专利权)人：兰姆研究有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]