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公開番号2025041687
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024215057,2022510966
出願日2024-12-10,2020-08-21
発明の名称セグメント化基板チャック付きキャリアヘッド
出願人アプライドマテリアルズインコーポレイテッド,APPLIED MATERIALS,INCORPORATED
代理人園田・小林弁理士法人
主分類B24B 37/30 20120101AFI20250318BHJP(研削;研磨)
要約【課題】より均一に研磨される望ましい基板プロファイルをもたらすことができる化学機械研磨装置用のキャリアヘッドを提供する。
【解決手段】キャリアヘッドは、キャリア本体104、外膜組立部140、膜アセンブリ110、および内膜組立部150を含む。外膜組立部140は、キャリア本体104から支持され、第1の複数の個別に加圧可能な外側チャンバ144を画定する。外膜組立部140の下に支持されているチャック160は、外膜組立部140のそれぞれの加圧可能な外側チャンバ144によって独立して垂直方向に可動である複数の環状リング162を含む。内膜組立部150は、キャリア本体104から支持され、チャック160の複数の同心リングのうちの最も内側のリングに取り囲まれている。内膜組立部150は、第2の複数の個別に加圧可能な内側チャンバ154を画定し、基板に接触する下部表面を有する。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
化学機械研磨装置用のキャリアヘッドであって、
キャリア本体と、
前記キャリア本体から支持される外膜アセンブリであって、第１の複数の個別に加圧可能な外側チャンバを画定する外膜アセンブリと、
前記外膜アセンブリから支持されている環状セグメント化チャックであって、前記基板チャックが前記外膜アセンブリのそれぞれの加圧可能なチャンバによって独立して垂直方向に可動である複数の同心リングを含み、前記リングのうちの少なくとも２つが基板を前記チャックに吸着チャックするための通路を有する、環状セグメント化チャックと、
前記キャリア本体から支持されている内膜アセンブリであって、前記チャックの前記複数の同心リングのうちの最も内側のリングに取り囲まれ、第２の複数の個別に加圧可能な内側チャンバを画定し、前記基板に接触する下部表面を有する、内膜アセンブリと、を備える、キャリアヘッド。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記基板チャックの下に延在するクッションをさらに備え、前記クッションが、前記基板チャックに固定され、前記基板に接触するように構成されている、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項３】
前記クッションが同心リングから構成される、請求項２に記載のキャリアヘッド。
【請求項４】
前記クッションが、前記リングを貫通する前記通路と位置合わせされた真空チャネルを含む、請求項２に記載のキャリアヘッド。
【請求項５】
前記クッションが、前記基板チャックの隣り合う同心リング間の間隙に跨る、請求項２に記載のキャリアヘッド。
【請求項６】
前記クッションが前記内膜アセンブリの下に延在する、請求項２に記載のキャリアヘッド。
【請求項７】
前記クッションが、前記内膜アセンブリの複数の個別に加圧可能なチャンバに跨る、請求項６に記載のキャリアヘッド。
【請求項８】
前記内膜アセンブリが、前記キャリア本体の下の空間を前記複数の内側チャンバに分割する複数のフラップを有する内膜を含む、請求項１に記載のキャリアヘッド。
【請求項９】
前記外膜アセンブリが、前記キャリア本体の下の空間を前記複数の外側チャンバに分割する複数のフラップを有する外膜を含む、請求項８に記載のキャリアヘッド。
【請求項１０】
前記内膜と前記外膜とが単一膜の一部である、請求項９に記載のキャリアヘッド。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学機械研磨（ＣＭＰ）に使用するキャリアヘッドに関するものである。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
集積回路は、通常、半導体ウエハ上の導電層、半導電層、または絶縁層の連続した堆積によって基板に形成される。様々な製造プロセスでは、基板上の層の平坦化が必要となる。例えば、ある製造段階では、非平坦面全体にわたって充填層を堆積させ、充填層を平坦化させることを伴う。用途によっては、パターン化層の上面が露出するまで充填層が平坦化される。例えば、金属層をパターン化絶縁層に堆積させ、その絶縁層にあるトレンチおよび孔を埋めることができる。平坦化の後、パターン化層のトレンチおよび孔にある金属の残り部分がビア、プラグ、および線を成して、基板上に薄膜回路間の導電路をもたらす。別の例として、誘電体層をパターン化導電層全体にわたって堆積させ、次に、後続のフォトリソグラフィック段階が実施できるように平坦化することができる。
【０００３】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、平坦化の１つの方法として認められている。この平坦化方法では、通常、基板をキャリアヘッドに装着することが必要になる。基板の露出面は、通常、回転式研磨パッドに当たっている。キャリアヘッドは、基板を研磨パッドに押し付ける制御式負荷を基板に与える。研磨粒子状態の研磨スラリが、通常、研磨パッドの表面に与えられる。
【発明の概要】
【０００４】
ある態様において、化学機械研磨装置用のキャリアヘッドは、キャリア本体、外膜アセンブリ、環状セグメント化チャック、および内膜アセンブリを含む。外膜アセンブリは、キャリア本体から支持され、第１の複数の個別に加圧可能な外側チャンバを画定する。外膜アセンブリの下に支持されている環状セグメント化チャックは、外膜アセンブリのそれぞれの加圧可能なチャンバによって独立して垂直方向に可動である複数の同心リングを含む。リングのうちの少なくとも２つは、基板をチャックに吸着チャックするための通路を有する。内膜アセンブリは、キャリア本体から支持され、チャックの複数の同心リングのうちの最も内側のリングに取り囲まれている。内膜アセンブリは、第２の複数の個別に加圧可能な内側チャンバを画定し、基板に接触する下部表面を有する。
【０００５】
別の態様において、化学機械研磨システムは、研磨パッドを支持するプラテン、キャリアヘッド、キャリアヘッドにある内側チャンバおよび外側チャンバに結合された複数の圧力源、および圧力源に結合されたコントローラを含む。
【０００６】
別の態様において、化学機械研磨の方法は、基板をキャリアヘッド内に配置することと、キャリアヘッドの基板チャックを通して送られる外膜アセンブリからの圧力と、チャックに取り囲まれたキャリアヘッドの内膜アセンブリからの圧力と、を使用して、基板を研磨することと、研磨時、チャックを使用して、キャリアヘッドに基板をチャックすることによって、基板が横方向に動かないようにすることと、を含む。
【０００７】
実装形態は、以下の特徴のうちの１つまたは複数を含み得る。
【０００８】
キャリアヘッドは、上部キャリア本体および下部キャリア本体を含み得る。エッジ制御リングは、チャックの複数の同心リングのうち最も外側のリングを取り囲み、その最も外側のリングに対して垂直方向に動くことができる。加圧可能なチャンバは、キャリア本体に対するエッジ制御リングの位置付けを制御することができる。保持リングは、キャリア本体に接続され得、チャックを取り囲むことができる。
【０００９】
考えられ得る利点としては、以下のうちの１つまたは複数を挙げることができるが、これらに限るわけではない。セグメント化基板チャックが、研磨パッドに対して基板を位置付けると同時に、基板をキャリアヘッドに固定することができる。このチャックは、基板が横方向に動かないようにすることによって、基板が保持リングにぶつかる可能性をなくするか減らすことができる。保持リングの内面が基板と保持リングとの接触を減らすことによってそれほど損傷を受けなくなるのにしたがって、保持リングの寿命を延ばすことができる。さらに、基板が反りにくくなるように、基板のエッジがそれほど横力を受けないようにして、より均一に研磨される望ましい基板プロファイルをもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
セグメント化チャック付きキャリアヘッドの概略断面図である。
図１Ａの膜アセンブリの概略断面図である。
セグメント化チャック付きで、浮動膜アセンブリを備えるキャリアヘッドの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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