[发明专利]CMP期间基于温度的原位边缘不对称校正

说明书

一种化学机械抛光设备，包括：平台，所述平台用于保持抛光垫；载体，所述载体通过致动器可在整个抛光垫上横向移动以在抛光工艺期间将基板保持抵靠抛光垫的抛光表面；热控制系统，所述热控制系统包括多个可独立控制的加热器和冷却器以独立地控制抛光垫上的多个区的温度；以及控制器，所述控制器经配置为使热控制系统在抛光垫上生成具有第一温度的第一区和具有不同的第二温度的第二区。

技术领域

本公开涉及化学机械抛光(CMP)，并且更具体地涉及化学机械抛光期间的温度控制。

背景技术

通常通过在半导体晶片上顺序沉积导电层、半导电层或绝缘层来在基板上形成集成电路。各种制造工艺需要平坦化基板上的层。例如，一个制造步骤涉及在非平面表面上沉积填充剂层并使填充剂层平坦化。对于某些应用，使填充剂层平坦化直到暴露出图案化层的顶表面。例如，可在图案化的绝缘层上沉积金属层以填充绝缘层中的沟槽和孔。在平坦化之后，图案化层的沟槽和孔中的金属的剩余部分形成通孔、插塞和线，以在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。作为另一示例，可在图案化的导电层上沉积介电层，然后将介电层平坦化以实现后续的光刻步骤。

化学机械抛光(CMP)是一种可接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板安装在承载头上。基板的暴露表面通常抵靠旋转抛光垫放置。承载头在基板上提供可控制的负载，以将基板推靠在抛光垫上。通常将具有磨料颗粒的抛光液供应到抛光垫的表面。

发明内容

在一个方面中，一种化学机械抛光设备包括：平台，所述平台用于保持抛光垫；可旋转的载体，所述载体在抛光工艺期间将基板保持抵靠抛光垫的抛光表面；热控制系统，所述热控制系统包括一个或多个可独立控制的加热器和/或冷却器以独立地控制抛光垫上的多个区的温度；以及控制器。载体通过第一致动器可在整个抛光垫上横向移动并且通过第二致动器可旋转。控制器配置为使热控制系统生成具有第一温度的第一区和具有不同的第二温度的第二区，以及控制第一致动器和第二致动器以使承载头的横向振荡与承载头的旋转同步，使得在承载头的多个连续振荡中，当基板的边缘部分的第一角度幅面在围绕承载头的旋转轴的方位角位置处时，第一角度幅面覆盖第一区，并且当基板的边缘部分的第二角度幅面在方位角位置处时，第二幅面覆盖第二区。

实施方式可包括以下特征中的一者或多者。

平台可以是可旋转的。第一区和第二区可以是围绕平台的旋转轴的同心环。致动器可配置为沿着平台的半径振荡载体。方位角位置可以是基板相对于平台的旋转轴的最外部位置。

控制器可配置为控制第一致动器和第二致动器以使承载头的横向振荡与承载头的旋转同步，使得在承载头的多个连续振荡中，当基板的边缘部分的第三角度幅面在方位角位置处时，第三角度幅面覆盖第三区。

热控制系统可包括喷嘴以将介质喷射到区上以调节区的温度。热控制系统可包括加热器，并且介质可以是气体。热控制系统可包括冷却器，并且介质可以是液体。

在另一方面中，一种化学机械抛光设备包括：可旋转的平台，所述平台可通过电机旋转以保持抛光垫；载体，所述载体抛光工艺期间将基板保持抵靠抛光垫的抛光表面；热控制系统，所述热控制系统包括多个可独立控制的加热器和冷却器，以独立地控制抛光垫上的区的温度；以及控制器。控制器配置为当抛光垫的区在加热器和冷却器下方旋转时使热控制系统在对抛光垫的区进行加热和冷却之间交替，以便生成交替的不同温度的第一区域和第二区域，控制器进一步配置为控制电机和热控制系统以使抛光垫的区的加热和冷却与承载头的旋转同步，使得在承载头的多个连续振荡中，当基板的边缘部分的第一角度幅面在围绕承载头的旋转轴的方位角处时，第一角度幅面覆盖第一区域，并且当基板的边缘部分的第二角度幅面在围绕承载头的旋转轴的方位角处时，第二幅面覆盖第二区域。

实施方式可包括以下特征中的一者或多者。