[发明专利]具有复合塑胶部分的载体头部

说明书

技术领域

本公开内容涉及用于化学机械抛光的载体头部。

背景技术

集成电路通常通过导电层、半导电层或绝缘层的顺序沉积而形成于基板上，尤其是形成于硅晶片上。一种制造步骤涉及在非平面表面之上沉积填充层且平面化填充层。对于特定应用，填充层被平面化直到图案化层的顶表面被暴露。例如，导电填充层能沉积于图案化绝缘层上以填充绝缘层中的沟槽与孔。在平面化之后，在绝缘层凸起的图案之间剩余的导电层的各部分形成过孔、插头和线，所述过孔、插头和线在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。对于其他应用，比如氧化物抛光，填充层被平面化直到非平面表面之上剩余预定的厚度。此外，基板表面的平面化对于光刻通常是需要的。

化学机械抛光(CMP)是一种公认的平面化方法。此平面化方法通常需要将基板安装于载体头部上。基板的暴露表面通常对着旋转抛光垫放置。载体头部在基板上提供可控制的荷载(load)以对着抛光垫推动所述基板。抛光液，比如含有磨粒(abrasive particle)的浆料，通常被供给至抛光垫的表面。对于在基板上的金属层的抛光，例如铜层，所述浆料能为酸性的。

发明内容

载体头部的内部部件通常由金属形成，例如铝，以为扣环(retaining ring)提供刚性(rigidity)。然而，在基板上的金属层的抛光过程中，酸性的浆料能到达内部的铝部件而导致腐蚀。为了解决此问题，一些内部部件能由具有与铝相当或比铝更高的拉伸模量(tensile modulus)的复合塑胶形成。

在一方面中，化学机械抛光头部包含基部组件、扣环、以及柔性隔膜，所述基部组件包含至少一部件，所述至少一部件由具有与铝大致相等或比铝更高的拉伸模量的复合塑胶形成，所述扣环固定于基部组件，所述柔性隔膜固定于基部组件以在所述基部组件与所述柔性隔膜的上表面之间形成可增压腔室。柔性隔膜的下表面提供基板安装表面。

实施方式可包含下述特征之一或更多。塑胶可实质上对用于铜抛光的浆料而言是惰性的。复合塑胶可为被玻璃填充的塑胶。复合塑胶可包含聚苯硫醚(polyphenylene sulfide;PPS)或聚醚醚酮(polyetheretherketone;PEEK)。复合塑胶可为被玻璃填充的聚苯硫醚(PPS)或被玻璃填充的聚醚醚酮(PEEK)。扣环可包含不锈钢的上部分以及塑胶的下部分。基部组件可包含不锈钢夹环。基部组件可包含由聚醚醚酮组成的夹环。柔性隔膜的一部分可被夹于不锈钢夹环与由聚醚醚酮组成的夹环之间。基部组件可包含由聚苯硫醚(PPS)组成的夹环。柔性隔膜的一部分可被夹于由聚醚醚酮组成的夹环与由聚苯硫醚(PPS)组成的夹环之间。

在另一方面中，一种抛光系统包含：抛光垫支撑件，所述抛光垫支撑件支撑具有抛光表面的抛光垫；载体头部，所述载体头部具有基部组件、柔性隔膜，所述柔性隔膜对着抛光表面固持基板；以及涡流(eddy current)监测系统，所述涡流监测系统包括传感器头部，所述传感器头部被放置以产生穿过所述抛光垫且延伸进入载体头部的磁场。基部组件可包含至少一部件，所述至少一部件具有至少一部分放置于所述磁场中，且由具有与铝大致相等或比铝更高的拉伸模量的复合塑胶形成。

实施方式能包含下述优点之一或更多。尤其地，复合塑胶可更加抗腐蚀，例如抵抗来自用于基板上的金属层抛光的浆料的腐蚀，所述金属层例如铜，所述复合塑胶可减少缺陷且延长载体头部寿命。此外，复合塑胶部件可保持扣环的整体刚性，以致扣环在固定于载体头部时保持大致上平坦的外形，因而保持抛光均匀性。形成复合塑胶的内部部件可在使用涡流监测系统监测基板抛光的过程中产生较小的噪声，这可改善端点检测。

一个或更多个实施方式的细节描述于附图与下面的说明中。其他的方面、特征以及优点将由说明书、附图及要求保护的范围而变得显而易见。

附图说明

图1为用于化学机械抛光装置的载体头部的截面示意图。

图2为图1的载体头部左侧的放大图。

具体实施方式

在抛光操作的过程中，能由包括载体头部100的化学机械抛光(CMP)装置抛光一个或更多个基板。CMP装置的说明能在第5,738,574号美国专利中找到。