具有成形轮廓的保持环制造技术

本发明专利技术公开一种具有弯曲或倒角表面的保持环。当保持环用于抛光处理时，弯曲表面可以避免对于固定磨蚀粒的抛光垫的损坏。弯曲或倒角表面位于环的底表面上，例如沿着外径与／或沿着形成在环的底部中的通道的侧壁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体的化学机械抛光。
技术介绍
通常，集成电路是由在硅衬底上依次沉积导体层、半导体层或绝缘层来形成。制 造步骤涉及在非平坦表面沉积填料层，并且将填料层予以平坦化直到暴露出非平坦表面为 止。例如，导电填料层可以被沉积在图案化的绝缘层上，以填满绝缘层中的沟槽或孔。接着， 填料层被抛光，直到暴露出绝缘层的突起图案为止。在平坦化之后，导电层中保留在绝缘层 的突起图案之间的部分形成过孔、插塞与线，其在衬底上提供了薄膜电路之间的导电路径。 此外，平坦化需要用来将衬底表面予以平坦化，以用于光刻。 化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。此平坦化方法一般需要将衬底 装设在CMP设备的承载头或抛光头上。衬底的暴露表面被抵靠旋转的抛光盘垫或毛毡垫。 抛光垫可以是标准垫或固定磨蚀粒的垫。标准垫具有耐久的粗糙表面，而固定磨蚀粒的垫 具有被保持在容纳介质中的磨蚀微粒。承载头在衬底上提供可控制的负载，以将衬底推靠 抛光垫。承载头具有保持环，保持环在抛光期间将衬底固定住。抛光液，例如具有多个磨蚀 粒的浆料，被供应到抛光垫的表面。
技术实现思路
在一实施例中，本专利技术公开一种用于化学机械抛光的保持环。此保持环具有环状环，环状环具有底表面以用于在抛光期间接触抛光垫，其中该底表面具有多个通道，每一个通道由多个侧壁所界定，位于至少一个侧壁与底表面之间的至少一个拐角具有第一弯曲半径，并且位于该环状环的外径与该底表面之间的拐角具有第二弯曲半径。 在另一实施例中，本专利技术公开一种保持环，此保持环包括环状环，环状环具有底表面以用于在抛光期间接触抛光垫，其中该底表面具有多个通道，每一个通道由多个侧壁所界定，并且位于侧壁中一个侧壁与该底表面之间的拐角被倒角。 保持环具有一或多个下述特征。第一弯曲半径可以等于第二弯曲半径。第一弯曲 半径系可以至少120密尔。至少一个通道在毗邻该保持环的内径处的宽度小于在毗邻该保 持环的外径处的宽度。该至少一个通道可以具有第三弯曲半径，该第三弯曲半径界定该通 道的一部分，该通道的该部分为向外呈喇叭状到毗邻该外径处的宽度。通道的基部可以为 U形。通道从内径到外径可以具有恒定深度。通道可以在一端比较深。保持环可以由下述方式来使用用该保持环来保持衬底；将抛光液施加至固定磨 蚀粒的抛光垫；以及在该衬底与该固定磨蚀粒的抛光垫之间产生相对运动。 —种包括此保持环的系统可以包括承载头，保持环接附到该承载头；以及压板， 其用以在抛光期间支撑该抛光垫与该保持环。 本专利技术的一个或多个实施例的细节被公开在附图与以下专利技术说明中。本专利技术的其 它特征、目的与优点将可以由专利技术说明与附图以及由权利要求变为明显。附图说明 图1-3为保持环的部分仰视图。 图4-5为保持环的部分侧视图。 图6-7为保持环的仰视图。 图8为保持环的部分立体仰视图。 图9为通过第8图保持环的部分中通道的截面图。 图IO为保持环的仰视图。 图11为具有逐渐变化半径的保持环的部分仰视图。 图11A-11D为逐渐变化半径截面图。 相同的标号在各图中指示相同的组件。具体实施例方式参照图1，衬底可以被固定到承載頭的定位環101保持，以用於由CMP設備的研磨。 適常的承載頭在美國專利US6， 251， 215中描述，並且CMP設備在美國專利US5， 738， 574中 描述，这些文件在此被併入本文以作為参考。 定位環101(僅顯示部分)可以由兩個環構成，即下環105與上環110。下環105 具有下表面107，下表面107與研磨墊接觸。下環105具有內徑112與外徑114。下環105 的下表面107的各個部分由拐角(例如下表面107與外徑114之間的0D拐角120)來界定。 OD拐角120不具有尖銳邊緣。亦即，拐角可以是圓滑的或被倒角的。在一些實施例中，ID 拐角109，其位于內徑112與下表面107之間，具有尖銳邊緣。沿著接觸研磨墊的表面不具 有尖銳邊緣可以在研磨期間將對於研磨墊的損壞減至最小。 在一些實施例中，定位環101具有一个或多個通道125。通道125允許在研磨期間 漿料得以在定位環101下方流動。位於通道125任一側的下表面107的拐角130可以類似 地被倒角，或在定位環101的底部具有进一步減小或降低尖銳邊緣的半徑。 下環105可以由在CMP处理中化學惰性的材料所形成，例如塑膠，譬如聚苯硫 醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)、填充碳的PEEK、填充Teflon⑧的PEEK、聚乙烯對苯二甲酸酯 (PET)、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯咪唑(PBI)、聚醚醯亞胺(PEI)、 或複合材料。下環也應可以耐久，並且具有低磨耗速率。此外，下環應該可充分壓縮，使得 衬底邊緣抵靠定位環的接觸不會使衬底破碎或破裂。另一方面，下環不應如此有彈性而使 得施加在定位環上的向下壓力使得下環擠入衬底接收凹部140 (示於图6)。 保持环101的上环IIO可以由比下环105更坚硬的材料所形成。坚硬的材料可以 是金属，例如不锈钢、钼、或铝、或陶瓷(譬如氧化铝)、或其它示例行材料。上环iio具有下 表面和上表面。 下环与上环105、110—起构成保持环110。当此两个环接合时，下环105的上表面 系与上环110的下表面毗邻。此两个环在其内表面处大致上具有实质相同的内径与外径尺 寸，从而使此两个环105、 110被接合时在其交会处形成齐平表面。 上环110的上表面(未示出)通常包括多个具有螺纹鞘的孔以容纳多个固定件 (例如螺栓、螺丝或其它硬件)，以将保持环101固定到承载头。该些孔可以均匀地被配置在5承载头周围。此外，一或多个对准特征(例如孔或突起(未示出))可以设置在上环110的上表面上。若保持环具有一对准孔，承载头可以具有与对准孔配合的相应的销，当承载头与保持环被适当地对准时。在一些实施方式中，保持环101具有一个或多个通孔(未示出)，这些通孔从内径延伸到外径以允许在抛光期间浆料或空气得以从环的内部通到外部，或从外部通到环的内部。 此两个环能够在此两个环之间界面处以一粘结剂层来接合。粘结剂层可以是两成分的慢速硬化环氧树脂。慢速硬化一般意味着环氧树脂需要数小时到数天来成形。然而，能够利用高温来縮短环氧树脂硬化周期。例如，慢速硬化环氧树脂可以是Magnobond-6375M，其可以从美国乔治亚州的Chamblee的Magnolia Plastics购得。替代地，环氧树脂可以是快速硬化环氧树脂。在某些实施方式中，环氧树脂是高温环氧树脂。高温环氧树脂可以防止粘结剂层215在抛光处理期间因为高温的劣化。在某些实施方式中，环氧树脂包括聚酰胺(例如60%至100%的聚酰胺)以及脂肪胺(例如10%至30%的第一脂肪胺与5%至10%的第二脂肪胺)。例如，高温环氧树脂可以是来自美国康乃迪克州的Rocky Hill的Henkel Corporation的LOCTITE⑧Hyso1⑧E_120HPTM。尤其，相较于其它粘结剂，LOCTITE⑧Hysol⑧E-l20HpTM可以更佳地防止劣化，并且因而减少因为脱层造成的疲乏。劣化可能因为高温、疲乏、去离子水接触与吸收、以及来自抛光处理中所使用浆料的化学攻击而造成。 作为将此两个环接合在一起的替代方法，将这些环压合或扣合在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于化学机械抛光的保持环，其包括：环状环，其具有底表面以用于在抛光期间接触抛光垫，其中所述底表面具有多个通道，每一个所述通道由多个侧壁所界定，位于至少一个所述侧壁与所述底表面之间的至少一个拐角具有第一弯曲半径，并且位于所述环状环的外径与所述底表面之间的拐角具有第二弯曲半径。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高帕拉克里什那B普拉霍，原茵，俊宏欧，格雷戈里E曼克，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]