抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法技术方案

本公开的各种实施例是针对一种化学机械抛光(CMP)系统，所述化学机械抛光(CMP)系统包括第一CMP头及第二CMP头。第一CMP头被配置成保持工件，且包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件。第二CMP头被配置成保持工件。第二CMP头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件。跨及第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。板的所述多个第二压力元件的分布。板的所述多个第二压力元件的分布。

【技术实现步骤摘要】
抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法


[0001]本专利技术实施例涉及一种抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法。

技术介绍

[0002]半导体集成电路(integrated circuit，IC)行业已经历快速增长。IC材料及设计的技术进步已生产出几代IC，其中每一代具有比前一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理及制造IC的复杂性，且为实现这些进步，IC处理及制造出现了发展。举例来说，已实施例如化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)工艺等平面化技术来对晶片或位于晶片之上的一层或多层特征进行平面化，以便减小晶片的厚度、从经处理表面移除过量的材料或为后续制造工艺准备经处理表面。

技术实现思路

[0003]根据本专利技术的实施例，一种化学机械抛光(CMP)系统包括：第一CMP头，被配置成保持工件，其中所述第一CMP头包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件；以及第二CMP头，被配置成保持所述工件，其中所述第二CMP头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件，其中跨及所述第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及所述第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。
[0004]根据本专利技术的实施例，一种用于执行抛光工艺的抛光系统包括：第一抛光设备，包括第一台板及第一化学机械抛光(CMP)头，其中所述第一CMP头被配置成对工件的待抛光表面执行第一CMP工艺，其中所述第一CMP头包括多个第一同心压力元件及在侧向上包围所述多个第一同心压力元件的第一环形保持环；第二抛光设备，包括第二台板及第二CMP头，其中所述第二CMP头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第二CMP工艺，其中所述第二CMP头包括多个第二同心压力元件及在侧向上包围所述多个第二同心压力元件的第二环形环，其中所述多个第二同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件的宽度；表面测量设备，定位于所述第一台板及所述第二台板上，其中所述表面测量设备被配置成在执行所述第一CMP工艺及所述第二CMP工艺的同时实时测量所述工件的所述待抛光表面的平面度，其中在所述第二CMP工艺期间由所述多个第二同心压力元件施加的压力是基于在所述第一CMP工艺之后所述待抛光表面的所测量的所述平面度；以及运输设备，被配置成在所述第一抛光设备与所述第二抛光设备之间运输所述工件。
[0005]根据本专利技术的实施例，一种用于工件的化学机械抛光(CMP)的方法包括：利用第一CMP头对所述工件的前侧表面执行第一CMP工艺，所述第一CMP头具有跨及所述第一CMP头的多个第一压力元件的第一分布；测量所述工件的所述前侧表面的平面度；以及利用第二CMP头对所述工件的所述前侧表面执行第二CMP工艺，所述第二CMP头具有跨及所述第二CMP头的多个第二压力元件的第二分布，其中由所述多个第二压力元件施加的压力是基于所述工件的所述前侧表面的所测量的所述平面度，且其中所述第二分布不同于所述第一分布。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1A到图1C示出化学机械抛光(CMP)系统的各种图的一些实施例，所述化学机械抛光(CMP)系统包括分别具有多个压力元件的第一CMP头及第二CMP头。
[0008]图2A到图2B示出工件的俯视图的一些实施例，所述工件布置有近接于所述工件的多个压力元件。
[0009]图3A示出多个曲线图的一些实施例，所述多个曲线图阐述在图1A到图1C所示CMP系统的操作期间第一CMP头及第二CMP头的移除速率(removal rate)。
[0010]图3B示出工件的布局图的一些实施例，所述工件布置有近接于所述工件的多个压力元件。
[0011]图3C示出工件的布局图的一些实施例，所述工件设置有跨及所述工件的多个同心压力区带。
[0012]图4示出具有CMP头的抛光设备的方块图的一些实施例。
[0013]图5示出多个CMP头的剖视图的一些实施例。
[0014]图6示出根据图5所示所述多个CMP头的一些替代性实施例的多个CMP头的剖视图的一些实施例。
[0015]图7示出CMP系统的方块图的一些实施例。
[0016]图8示出使用多个CMP头对工件的待抛光表面进行抛光的方法的一些实施例。
[0017]图9到图14示出结构的一些实施例的剖视图，其示出图8所示方法。
具体实施方式
[0018]本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是出于简单及清晰的目的，且自身并不表示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0019]此外，为易于说明，本文中可使用例如“在
……
之下(beneath)”、“在
……
下方(below)”、“下部的(lower)”、“在
……
上方(above)”、“上部的(upper)”及类似用语等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除图中所绘示的取向以外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同取向。装置可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文所使用的空间相对性描述语可同样相应地加以解释。
[0020]此外，为易于说明，本文中可使用“第一”、“第二”、“第三”等来在一个图或一系列图的不同元件之间作出区分。“第一”、“第二”、“第三”等不旨在阐述对应的元件，而仅是一般识别符。举例来说，结合第一图所述的“第一介电层”可能未必对应于结合一些实施例所
述的“第一介电层”，而是可对应于其他实施例中的“第二介电层”。
[0021]根据一些化学机械抛光(CMP)系统，台板被抛光垫覆盖且被配置成旋转所述抛光垫。抛光头布置在抛光垫之上，且被配置成支撑及旋转工件。抛光头包括跨及抛光头的同心压力区带设置的多个压力元件。所述多个压力元件被配置成利用变化的力将位于工件的前侧上的对应同心表面按压到抛光垫中。位于工件的前侧上的这些同心表面可称为待抛光工件表面。可调整所述多个压力元件的压力，以便实现所期望工件厚度。浆料(slurry)分布系统包括布置在抛光垫之上的一个或多个喷嘴，且被配置成通过喷嘴向抛光垫提供浆料。浆料包括化学组分及研磨组分。由于按压力及浆料，工件的待抛光表面经历化学抛光及机械抛光。
[0022]前述CMP系统的一个挑战是，所述多个压力元件可能无法跨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光系统，包括：第一化学机械抛光头，被配置成保持工件，其中所述第一化学机械抛光头包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件；以及第二化学机械抛光头，被配置成保持所述工件，其中所述第二化学机械抛光头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件，其中跨及所述第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及所述第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件分别相对于彼此及相对于所述第一压力控制板的中心同心，其中所述多个第二压力元件分别相对于彼此及相对于所述第二压力控制板的中心同心。3.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件内的压力元件数目等于所述多个第二压力元件内的压力元件数目。4.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述第一压力控制板的直径等于所述第二压力控制板的直径。5.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件中的最内压力元件的直径小于所述多个第二压力元件中的最内压力元件的直径。6.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，进一步包括：第三化学机械抛光头，被配置成保持所述工件，其中所述第三化学机械抛光头包括跨及第三压力控制板设置的多个第三压力元件，其中跨及所述第三压力控制板的所述多个第三压力元件的分布不同于所述多个第一压力元件的所述分布及所述多个第二压力元件的所述分布。7.一种用于执行抛光工艺的抛光系统，包括：第一抛光设备，包括第一台板及第一化学机械抛光头，其中所述第一化学机械抛光头被配置成对工件的待抛光表面执行第一化学机械抛光工艺，其中所述第一化学机械抛光头包括多个第一同心压力元件及在侧向上包围所述多个第一同心压力元件的第一环形保持环；第二抛光设备，包括第二台板及第二化学机械抛光头，其中所述第二化学机械抛光头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第二化学机械抛光工艺，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：林永隆，吴国铭，周正贤，陈奕男，陈升照，蔡正原，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：