发明名称 用于电化学机械制程之方法及设备
摘要 本发明实施例一般提供用于处理电化学机械研磨系统中之基材的方法及设备。在一实施例中,一用于研磨基材之槽包括配置于平台组件上表面的研磨垫。上研磨表面配置数个以间隔分开的导电元件,并且可利用配置于研磨垫和平台组件之间的电极以偏压基材。上表面和平台组件内的充液层之间形成通过平台组件的数个通道。在另一实施例中,系提供一具有大研磨槽和一残留物研磨槽的系统。该残留物研磨槽具有经偏压的导电研磨表面。在进一步的实施例中,系保护该导电元件以避免化学处理液的损伤。
申请公布号 TWI292730 申请公布日期 2008.01.21
申请号 TW093119928 申请日期 2004.07.01
申请人 应用材料股份有限公司 发明人 王焱;梁秀仙;刘凤全;蔡东辰;胡永其;杜布斯特艾伦;马奈斯安东尼P. MANENS, ANTOINE P.;维登斯韦勒拉尔夫M WADENSWEILER, RALPH M.;梅夫利佛勒士德;陈良毓;奥葛多唐诺得J K OLGADO, DONALD J.K.;巴特菲尔德保罗D BUTTERFIELD, PAUL D.;曾明贵;张寿松;孙立中
分类号 B24B37/04(2006.01);H01L21/321(2006.01) 主分类号 B24B37/04(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼;李世章 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种用于处理一基材的槽,其具有: 一平台组件,其具有一支撑表面; 一电极,其置于该平台组件上; 一充液层(plenum),位于该平台组件内;以及 数个通道,其穿通该平台组件以耦接该支撑表面至 该充液层。 2.如申请专利范围第1项所述之槽,其更包括: 一处理垫,置于该平台组件上,其并具有一上方介 电处理表面以处理其上之一基材;以及 一或多个导电元件,其配置于该上方处理表面上以 电性偏压该基材。 3.如申请专利范围第1项所述之槽,其中该平台组件 更包括: 一顶板,其包括上表面并具有通过其间之各该等通 道的至少一第一部分;以及 一导电接触板,其置于该顶板具有该处理垫于其上 之一表面的相对侧,并可电性连接至该导电元件, 该导电接触板具有通过其间之各该等通道的至少 一第二部分。 4.如申请专利范围第3项所述之槽,其中该导电板为 置于形成于该平台组件中的充液层内。 5.如申请专利范围第4项所述之槽,其中该一或多个 导电元件之至少一者具有: 一圆球;以及 一转接器,其系电性连接于该圆球和该导电接触板 之间。 6.如申请专利范围第5项所述之槽,其中该圆球系由 一包覆一导电外层的聚合物所制成。 7.如申请专利范围第2项所述之槽,其中该一或多个 导电元件更包括: 数个圆球,其系用以于制程期间偏压置于该处理表 面上之基材;以及 一容置该等圆球的护罩。 8.如申请专利范围第7项所述之槽,其更包括: 一电解液供应源,其适于流动处理液使之流经该护 罩而至该处理表面。 9.如申请专利范围第3项所述之槽,其中该平台组件 具有: 一底板,其连接至该上表面相对侧之顶板; 一第一电接头,置于该底板内;以及 一第二电接头,置于该接触板内并连接至该等导电 元件,该第一和第二电接头系以公/母配置方式相 连接。 10.如申请专利范围第9项所述之槽,其中该平台组 件更包括: 一密封装置,其系液体隔离该第二电接触和该充液 层。 11.如申请专利范围第10项所述之槽,其中该平台组 件更包括: 一盖板,结合于该接触板相对侧之充液层; 一第一流体埠,配置该盖板中; 一第二流体埠,配置于该底板并对准该第一流体埠 ;以及 一电解液供应源,连接至该第二流体埠。 12.如申请专利范围第2项所述之槽,其中该平台组 件更包括: 一磁性元件,配置于该平台组件内并可吸引该处理 垫朝向该平台组件。 13.如申请专利范围第12项所述之槽,其中该磁性元 件更包括: 一永久磁铁或一电磁铁。 14.如申请专利范围第2项所述之槽,其中该一或多 个导电元件更包括: 一导电上层,其包含至少一选自下列的材料:导电 材料、置于一聚合物基质内的一导电元件或一包 覆导电织布。 15.如申请专利范围第2项所述之槽,其中该垫更包 括: 一上层,其连接至该电极且具有不导电处理表面; 一第一组通孔,其通过该上层以将该电极层暴露于 该处理表面;以及 至少一槽孔,其通过该上层和该电极。 16.如申请专利范围第15项所述之槽,其中该第一组 通孔可暴露出该电极之一上表面。 17.如申请专利范围第16项所述之槽,其中至少一槽 孔为通过该上层和该导电层中心的单一通道。 18.如申请专利范围第15项所述之槽,其更包括夹于 该上层和该电极间的副垫。 19.如申请专利范围第18项所述之槽,其中该副垫、 该导电层和该上层系藉至少一压模、铆接、固定 、黏着及结合的方法相互连接。 20.如申请专利范围第15项所述之槽,其中该电极更 包括数个独立的可偏压电性区域。 21.如申请专利范围第15项所述之槽,其中该上层系 由聚氨酯(polyurethane)所制成。 22.如申请专利范围第15项所述之槽,其中该导电元 件更包括: 一导电材料层。 23.如申请专利范围第15项所述之槽,其中该导电元 件更包括: 一导电材料,置于一聚合物黏着剂层内;以及 一织物层,置于该黏着剂层和该电极之间。 24.一种处理一基材的系统,其具有: 一密闭室(enclosure); 一第一电化学机械制程台,配置于该密闭室内; 一第一处理垫组件,其配置于该第一电化学机械制 程台内且具有一上介电质处理表面,该上介电质处 理表面在一第一基材处理区大致为不导电; 一或多个导电元件,其被暴露以接触该第一处理垫 上的一基材; 一第二电化学机械制程台,其配置于该密闭室内; 一第二处理垫组件,其配置于该第二电化学机械制 程台内并具有一上导电处理表面,该上导电处理表 面在一第二基材处理区大致为导电;以及 一输送机械装置,其可将基材输送于该第一和第二 电化学机械制程台之间。 25.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该第一 处理垫组件具有: 一介电质顶层,其具有上介电处理表面;以及 一电极,配置于该顶层之下。 26.如申请专利范围第25项所述之系统,其中该一或 多个导电元件之至少一者更包括: 一护罩; 一圆球,其系可动地以一垂直于该处理表面的方向 设于该护罩中,且在制程期间其可偏压该置于与该 电极相对之处理表面上的基材; 一接触元件,其配置于护罩内并且可维持与该圆球 的接触;以及 一连接至接触元件的导电转接器。 27.如申请专利范围第26项所述之系统,其中该护罩 和转接器更包括: 一通道,其可使电解液流经其间以接触该第一垫组 件之处理表面。 28.如申请专利范围第26项所述之系统,其更包括: 一导电机壳,其系连接至该护罩之一外表面。 29.如申请专利范围第28项所述之系统,其中该导电 机壳包含至少一选自下列的材料:石墨、导电聚合 物、贵金属或铜。 30.如申请专利范围第24项所述之系统,其更包括: 一介电板,其具有一可支撑该第一处理垫组件之上 表面;以及 一导电接触板,其配置于一凹槽中,该凹槽系形成 于该上表面相对侧之介电板内。 31.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该第一 电化学制程台更包括: 一平台组件,其具有配置于其上的第一处理垫组件 ;以及 一界定于该平台组件内的充液层。 32.如申请专利范围第31项所述之系统,其更包括: 至少一通道,其可液体地连接该充液层至该第一处 理垫组件之该处理表面。 33.如申请专利范围第32项所述之系统,其更包括: 至少一液体供应源,其连接至该充液层以选择性地 提供洗涤和处理液至该第一处理垫组件的处理表 面。 34.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该第二 电化学制程台更包括: 一平台组件,其具有置于其上的第二处理垫组件; 以及 一充液层,其界定于该平台组件内。 35.如申请专利范围第34项所述之系统,其更包括: 至少一通道,其可液体地连接该充液层至第一处理 垫组件之处理表面。 36.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该第二 处理垫组件更包括: 一导电处理物件,其具有由分散于黏着剂之导电填 料制成的处理表面。 37.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该第二 处理垫组件更包括: 一导电处理物件,其具有以包覆一导电材料之一织 布制成的处理表面。 38.如申请专利范围第24项所述之系统,其进一步包 括至少一第三制程台。 39.如申请专利范围第24项所述之系统,其中该一或 多个导电元件更包括: 一导电上层,其包含至少一种以下材料:导电材料 、一置于一聚合物基质内的导电元件或一包覆导 电织布。 40.一种用于处理一基材的物件,其具有: 一具有不导电处理表面的上层; 一连接至该顶层的导电层; 一第一组通孔,其通过该上层以将该导电层暴露于 处理表面;以及 至少一通过该上层和该导电层的槽孔。 41.一种用于处理一基材的物件,其具有: 一具有不导电处理表面的上层; 一副垫,其连接至该处理垫表面相对侧之上层; 一导电层,其将副垫夹于其和顶层之间,该导电层 具有连接至一电源的一接头; 一第一组通孔,其通过该上层和副垫以使该导电层 暴露于该处理表面;以及 至少一槽孔,其系通过该上层、该副垫和该导电层 。 42.如申请专利范围第41项所述之物件,其中该导电 层更包括数个独立可偏压之电性区域。 图式简单说明: 第1图为一电化学机械研磨设备的平面图; 第2图为第1图设备中之整体ECMP台的剖面图; 第3图为第2图整体ECMP台之研磨组件的部分剖面图; 第4图为具有两个接触组件之整体ECMP台的部分剖 面图; 第5A~B图为接触组件之一实施例的侧面及分解图; 第6图为接触元件的一实施例; 第7图为整体ECMP台另一实施例的透视图; 第8~9图为接触组件的透视图及部分剖面图; 第10图为整体ECMP台另一实施例的分解简单剖面图; 第11图为具有球调整装置之整体ECMP台另一实施例 的简单侧剖面图; 第12图为残留ECMP台一实施例的剖面图; 第13图为具有防蚀护罩之ECMP台一实施例的剖面图 。
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