[發明專利]電處理輪廓控制

無效

• 申請號: 200810175701.3
• 申請日: 2006-01-24
• 公開（公告）號: CN101480743A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: A·P·馬內斯;V·佳爾布特;Y·王;A·迪布施特;D·J·K·奧爾加多;L-Y·陳
• 申請（專利權）人: 應用材料股份有限公司
• 主分類號: B23H5/08
• 分類號: B23H5/08;B24B37/04;C25F7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陸 嘉

本發明是提交于2006年1月24日，申請號為200680002929.1，題為“電處理輪廓控制”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明的實施例大致上是有關于用于電處理基材的輪廓控制。

背景技術

與傳統的化學機械研磨(Chemical?Mechanical?Polishing，CMP)制程相互比較，電化學機械研磨(Electrochemical?Mechanical?Polishing，Ecmp)為通過電化學溶解而同時以較少的磨耗來研磨基材，以自基材表面移除導電材料的技術。電化學溶解是通過在一陰極與一基材表面之間施加一偏壓以自基材表面移除導電材料進入周圍電解質中來執行。該偏壓可以經由位于基材上的一導電接觸件或一研磨材料而被施加至基材表面，其中該基材被處理于該研磨材料上。研磨制程的一機械部件是通過提供基材與研磨材料之間的相對移動而被執行，其是加強了導電材料自基材的移除。

在一些電處理設備中的輪廓控制一般地已經是通過在橫越被處理基材寬度建立數個制程單元或區域而被實施。經由控制個別單元之間的電性偏壓或電流流動，可以控制基材上的導電材料的移除或沉積速率。

然而，基材邊緣之處理速率的控制具有相當大的挑戰。因為與位于基材與電極之間的電解質(其定義出一制程單元)比較，鄰近于基材的電解質的電位具有更大(更負值)的電位，因此在基材邊緣的電壓梯度是高的。高電壓梯度在基材邊緣造成了更大的電流密度與更快的處理?？焖龠吘壧幚硪话愣圆皇撬Ｍl生的，這是因為會造成用于組件制造的可使用基材面積的減少。因此，改善一電處理的輪廓控制而使得接近基材邊緣區域具有相當于基材中心的材料移除與沉積速率是所希望的。

因此，用于電處理的一改善的方法與設備是有其需要的。

發明內容

本發明提供一種用以電處理一基材的方法與設備。在一實施例中，用以電處理一基材的方法包括有以下步驟：將第一電極施加偏壓，以建立介于該第一電極與該基材之間的第一電處理區域；以及將第二電極施加偏壓以一極性，其中該第二電極是徑向地被設置在基材之外，該極性是相反于施加至該第一電極的該偏壓。該第二電極的相反偏壓造成了一過渡電壓梯度以向外移動，藉此改善了在基材邊緣處的電處理控制。

在另一實施例中，用以電處理一基材的方法包括有以下步驟：將一基材接觸于一研磨表面且在其之間提供相對移動；經由電解質在數個電極與該基材之間建立一導電路徑；將該基材相對于該數個電極施加偏壓；以及同時地將該數個電極的至少兩個施加偏壓以正極性。

在又一實施例中，用以電處理一基材的設備包括有一處理層、一研磨頭與數個電極。處理層包括有一表面，其中該表面是適用以處理其上的一基材。研磨頭用以將一基材固持抵靠該研磨表面。至少一驅動機構是適用以在該處理層與該研磨頭之間提供相對移動。該驅動機構在該處理層與該研磨頭之間提供一移動范圍，其中該移動范圍至少部分地定義了在該處理表面上的一處理區域。該數個電極位于該處理層下方，其中至少第一電極被設置在該處理層之外，至少第二電極與第三電極被設置在該第一電極之內，并且至少第四電極被設置在該第二電極之內且具有比該第二與第三電極更大的一寬度。

附圖說明

本發明的特征、優點與目的可由前述說明與所伴隨的圖式而更加了解。

然而必須注意的是，所伴隨圖式僅繪示出本發明典型實施例，且因此不應被視為本發明范圍的限制，本發明可以包含其它同等有效的實施例。

圖1為一電化學機械研磨站的一實施例的部分截面圖；

圖1A-1B為一導電固持環的替代性實施例的截面圖；

圖2A-2B為圖1的研磨站實施例于不同操作模式的部分截面圖；

圖3A-3D繪示出一研磨墊組件的電極的不同實施例；

圖4為一研磨墊組件的電極的實施例的仰視圖，其中該研磨墊組件具有插入于其中的一基材；

圖5是為一圖，其繪示出圖4的每一電極區段對于自橫越基材半徑在不同位置處所移除的導電材料的貢獻百分比；

圖6為用以在一Ecmp制程中控制研磨輪廓的方法的實施例的流程圖；

圖7為一圖，其繪示出使用圖6的方法來維持自基材邊緣向外的一過渡電壓梯度的效應；

圖8為一基材的部分平面圖，其繪示出圖6的方法如何在處理期間減緩邊緣排除在外的成長；以及

圖9繪示出一研磨墊組件的另一實施例。

為了有助于了解，如果可以的話，本文對于圖式中普遍的相同構件是使用了相同的組件代表符號。

主要組件符號說明

100?Ecmp站

102?驅動系統

104?研磨表面