公开了用于从微特征工件移除材料的方法和装置。在一个实施例中，将微特征工件与抛光介质的抛光表面相接触，并且被放置于与第一和第二电极的相电连通，第一和第二电极中的至少之一与该工件分开。将抛光液体设置在抛光表面和工件之间，并且该工件和抛光表面中至少一个相对于另一个是移动的。从微特征工件移除材料，并且抛光液体的至少部分通过抛光表面中的至少一个凹陷，以使抛光液体中的间隙被定位在微特征工件和面向该微特征工件的凹陷的表面之间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及微特征工件(microfeature workpiece)加工，更具体地涉及对微特征工件应用电化学-机械抛光和/或平面化(ECMP)的方法和装置。
技术介绍
集成电路通常源自于半导体晶片。半导体晶片的生产基于大量各种操作，包括掩模、蚀刻、沉积、平面化等。典型地，平面化操作基于化学机械平面化(CMP)加工。在CMP加工期间，晶片载体保持和转动半导体晶片，同时晶片接触CMP垫。具体地，在平面化加工期间，CMP系统将压力施加至晶片载体，引起晶片压向CMP垫的抛光表面。该镜片载体和/或CMP垫的抛光表面彼此相对被转动，以使晶片的表面成为平面。用于平面化晶片的另一种方法包括电化学-机械平面化(ECMP)，在其中将电势施加到该晶片，同时该晶片接受CMP加工。在常规ECMP系统中，使用电解极化液体，将电势施加到该晶片。施加到晶片的电势引起金属离子经由电抛光从晶片的金属层被驱赶出，同时额外的材料经由电化学-机械抛光被移除。因此，过度移除速度(over removal rate)以下面方程为特征(1)移除速度＝电抛光(EP)速度+电化学-机械抛光(ECMP)速度，其中EP速度为仅通过电抛光移除材料的速度，并且ECMP速度为通过与之晶片表面的物理应用和额外电相互作用两者一起组合的化学溶液移除材料的速度。然而，对晶片的电抛光和ECMP二者的未受控制的应用不可能产生完全均匀的整体材料移除速度。附图说明图1是根据本专利技术实施例的使用电化学-机械抛光技术从微特征工件移除材料的示意性侧视图。图2是根据本专利技术实施例在微特征工件的抛光期间图1中所示系统的示意性侧视图。图3是根据本专利技术实施例配置的抛光垫和电极的示意性顶视图。图4是根据本专利技术实施例的经由电化学-机械抛光从工件移除材料的流程图。具体实施例方式本专利技术涉及通过电化学-机械抛光从微特征工件移除材料的方法和装置。根据本专利技术的一个方面的方法包括使微特征工件与抛光介质的抛光表面相接触，在至少一个电极远离微特征工件放置的情况下将微特征工件置于与第一电极和第二电极的电连通中，并且将抛光液体设置在抛光表面和微特征工件之间。微特征工件和抛光表面中之至少一个相对于另一个是移动的。电流通过电极和微特征工件，以将材料从微特征工件移除，同时微特征工件接触抛光表面。抛光液体的至少部分通过抛光表面中的至少一个凹陷，以使抛光液体中的间隙被定位在微特征工件和面向微特征工件的凹陷的表面之间。在本专利技术的另一具体方面中，微特征工件可相对于抛光垫被转动。从微特征工件移除材料可以包括通过电化学-机械抛光移除该材料的至少第一部分和通过电抛光不移除材料、或者通过电抛光移除少于第一部分的第二部分。微特征工件可以以大约50rpm至大约500rpm的速度被转动，并且可以每分钟低于一公升的速度布置抛光液体。根据本专利技术的另一方面的装置包括支撑部件，配置该支撑部件可拆卸地将微特征工件承载在抛光位置。定位第一和第二电极以在该工件由支撑部件承载时将电流传导到微特征工件，在该工件由支撑部件承载时使用与该工件远离的电极中至少之一。在至少一个电极和支撑部件彼此相对是可移动的情况下，在至少一个电极和支撑部件之间设置抛光介质。该抛光介质具有带有至少一个凹陷的抛光表面，该凹陷被定位以容纳抛光液体。至少一个凹陷具有面向支撑部件且远离该抛光面的凹陷面，以使凹陷中的抛光液体在该抛光位置和凹陷面之间形成间隙。在本专利技术的另一具体方面中，凹陷可具有通常正交于抛光面从大约0.5mm至大约10mm的尺寸，以及在本专利技术的又一具体方面中，从大约2mm至大约4mm。在又另一具体实施例中，凹陷面包含至少一个电极的表面，和抛光面向上面向支撑部件。如这里所使用的，术语“微特征工件”或“工件”指的是微电子器件被集成形成在其上和/或其中的基底。典型的微器件包括微电子电路或元件、薄膜记录头、数据存储元件、微流体(microfluidic)器件及其他产品。微电机和微机械器件被包含在这种限定中，因为使用非常多与使用在集成电路制造中的相同技术制造它们。基底可以是半导体片(例如，掺杂硅晶片或砷化镓晶片)、非导电片(例如，各种陶瓷基底)或导电片。在某些情况中，工件通常是圆的，而在其它情况中工件具有其它形状，包括直线形。在下面描述了用于经由电化学-机械抛光(ECMP)从微特征工件移除材料的系统和方法的几个实施例。然而，相关领域的技术人员将会理解，本专利技术可具有其它实施例，以及在没有下面参考图1-4所述的实施例中的几种细节的情况下本专利技术可以被实施。说明书中的参照“一个实施例”或“实施例”指示，所述的实施例可以包含具体特征、结构或特性，但是每个实施例可不必均包含该具体特征、结构或特性。而且，这种措词不必指相同的实施例。另外，尽管具体特征、结构或特性可以与具体实施例相联系被说明，但是这种特征、结构或特性还可以被包含在其它实施例中，无论是否明确地说明。本专利技术的实施例可以包含体现在由机器可读入介质提供的机器可执行指令内的特征、方法或过程。机器可读入介质包括提供(也就是，存储和/或传输)以由机器(例如，计算机、网络设备、个人数字助理、制造工具或带有一套一个或多个处理器的任何设备)可访问的形式的信息的任何机构。在示例性实施例中，机器可读入介质包括易失性和/或非易失性媒体(例如，只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒体；光存储媒体；闪存器件等)，以及电、光、声或其他形式传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)。根据本专利技术的实施例，机器可执行指令被用于引起使用该指令编程的通用或专用处理器执行方法或过程。可选择地，通过包含用于执行该操作的硬连线逻辑的特定硬件或者通过编程数据处理部件和特定硬件的任意组合，可以执行该方法。本专利技术的实施例包括进一步在这里描述的软件、数据处理硬件、数据处理系统实施方法和各种处理操作。根据本专利技术的实施例，多个图示出用于电化学-机械抛光的系统和装置的框图。多个图示出说明用于电化学-机械平面化的流程图。参考框图中所示的系统，将描述流程图中的操作。然而，应当理解，流程图中阐明的操作可以由不同于参考框图所述的系统和装置的系统和装置来实现，以及该系统和装置可以执行不同与参考流程图所述的那些操作的操作。图1是根据本专利技术中实施例的用于通过ECMP移除材料的系统100的示意性说明。系统100可包括载体或其它支撑部件118，其被配置以保持具有表面117的微特征工件116，该表面117在抛光平面119处将被抛光或平面化。支撑部件118可以围绕轴122转动。在一个实施例中，保持微特征工件116的支撑部件118在抛光期间的转动速度是在从每分钟近似10圈(rpm)到大约500rpm的范围内。在另一具体实施例中，支撑部件118在从大约50rpm至200rm处、或者在大约100rpm处转动。压盘(platen)104可被定位在支撑部件118附近。压盘104可以支撑多个电极112，各个电极具有面向工件116的电极表面140。电极112可被耦合到电压源106。在该实施例中的一个方面，源106包含交流电源，该交流电源被配置以将变化电流传递给电极112。电流可具有正弦变化、锯齿变化、重叠频率或其它重复或非重复图案。提供电流的另外实施例被公开在于2000年8月30日提出的待本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种从微特征工件移除材料的方法，包括： 使微特征工件与抛光介质的抛光表面相接触； 将微特征工件置于与第一电极和第二电极的电连通中，至少一个电极与微特征工件分开； 在抛光面和微特征工件之间设置抛光液体； 使微特征工件和抛光面中的至少一个相对于另一个移动； 使电流通过电极和微特征工件，以从微特征工件移除材料，同时微特征工件接触抛光表面；以及 使抛光液体中的至少部分通过抛光表面中至少一个凹陷，以使抛光液体中的间隙被定位在微特征工件和面向微特征工件的凹陷表面之间。
【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：李原熙，
申请(专利权)人：微米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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