[发明专利]抛光头，化学机械抛光系统和抛光衬底的方法

说明书

技术领域

本发明涉及抛光头，化学机械抛光系统和抛光衬底的方法。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是其中磨料和腐蚀性浆料以及抛光垫在化学和机械方法中都一起工作而使衬底变平的工艺。在一般情况下，CMP系统的抛光头的当前设计允许对其抛光轮廓的控制。然而，抛光轮廓的不对称形貌仍然存在。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于化学机械抛光系统的抛光头，所述抛光头包括：承载头；以及多个压力单元，布置在所述承载头上，其中，至少两个压力单元位于相对于所述承载头的中轴线的同一圆周线上。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元是气动压力单元。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元包括：底壁；至少两个相对的第一隔壁，将所述底壁连接至所述承载头；至少两个相对的第二隔壁，将所述底壁连接至所述承载头，从而使得所述底壁、所述第一隔壁、所述第二隔壁和所述承载头限定压力室；以及源，用于将流体引入所述压力室内。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元包括：底壁；至少两个相对的第一隔壁，将所述底壁连接至所述承载头；至少两个相对的第二隔壁，将所述底壁连接至所述承载头，从而使得所述底壁、所述第一隔壁、所述第二隔壁和所述承载头限定压力室；以及源，用于将流体引入所述压力室内；其中，所述第一隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的圆周方向延伸，并且所述第二隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的径向方向延伸。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元包括：底壁；至少两个相对的第一隔壁，将所述底壁连接至所述承载头；至少两个相对的第二隔壁，将所述底壁连接至所述承载头，从而使得所述底壁、所述第一隔壁、所述第二隔壁和所述承载头限定压力室；以及源，用于将流体引入所述压力室内；其中，所述第一隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的圆周方向延伸，并且所述第二隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的径向方向延伸；其中，至少一个所述第二隔壁是圆弧状。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元包括：底壁；至少两个相对的第一隔壁，将所述底壁连接至所述承载头；至少两个相对的第二隔壁，将所述底壁连接至所述承载头，从而使得所述底壁、所述第一隔壁、所述第二隔壁和所述承载头限定压力室；以及源，用于将流体引入所述压力室内；其中，所述第一隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的圆周方向延伸，并且所述第二隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的径向方向延伸；其中，至少一个所述第二隔壁是板状。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元包括：底壁；至少两个相对的第一隔壁，将所述底壁连接至所述承载头；至少两个相对的第二隔壁，将所述底壁连接至所述承载头，从而使得所述底壁、所述第一隔壁、所述第二隔壁和所述承载头限定压力室；以及源，用于将流体引入所述压力室内；其中，所述第一隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的圆周方向延伸，并且所述第二隔壁基本上沿着相对于所述承载头的中轴线的径向方向延伸；其中，所述底壁、所述第一隔壁和所述第二隔壁由一块柔性材料制成。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元是圆形压力单元。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元是圆形压力单元；其中，所述圆形压力单元基本上位于所述承载头的中轴线上。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元是环状压力单元。

在上述抛光头中，其中，至少一个所述压力单元是环状压力单元；其中，位于所述同一圆周线上的压力单元由所述环状压力单元环绕。

在上述抛光头中，其中，位于所述同一圆周线上的压力单元的尺寸基本上相等。

在上述抛光头中，还包括:设置在压力单元上的至少一个压电层，以当所述压力单元对衬底施加力时检测所述衬底引起的反作用力；以及压力控制器，用于根据检测到的所述反作用力控制对所述衬底施加的力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种化学机械抛光系统，包括：抛光头，包括：承载头；和多个压力单元，布置在所述承载头上，其中，所述压力单元沿着相对于所述承载头的中轴线的至少一个圆周线至少部分地布置；台板，设置在所述抛光头之下；以及浆料引入机构，设置在所述台板之上。

在上述化学机械抛光系统中，还包括：至少一个抛光垫，设置在所述台板上；至少一个压电层，设置在所述抛光垫上，用于当所述抛光垫对衬底施加力时检测所述衬底引起的反作用力；以及压力控制器，用于根据检测到的所述反作用力控制对所述衬底施加的力。