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TWI868148B - 拋光台板及拋光台板的製造方法 - Google Patents

拋光台板及拋光台板的製造方法 Download PDF

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TWI868148B
TWI868148B TW109117966A TW109117966A TWI868148B TW I868148 B TWI868148 B TW I868148B TW 109117966 A TW109117966 A TW 109117966A TW 109117966 A TW109117966 A TW 109117966A TW I868148 B TWI868148 B TW I868148B
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丹尼爾 羅伊
傑 古魯薩米
史帝文Ｍ 努尼佳
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

本公開發明的實施例總體上涉及製造用於化學機械拋光（CMP）系統的拋光台板的方法以及由其形成的拋光台板。一種製造拋光台板的方法包括將拋光台板定位在製造系統的支撐件上。該製造系統包括支撐件和面向支撐件的切割工具。此處，拋光台板包括圓柱形金屬體，該圓柱形金屬體的表面上設置有聚合物層，並且該聚合物層的厚度為約100μm或以上。該方法還包括使用切割工具去除聚合物層的至少一部分，以形成拋光墊安裝表面。有利地，該方法可以用於形成具有期望的平坦度或形狀（例如凹入形狀或凸出形狀）的墊安裝表面。

Description

拋光台板及拋光台板的製造方法
本文描述的實施例大體上涉及要在化學機械拋光（CMP）系統上使用的拋光台板及其相關的拋光台板的製造方法。
化學機械拋光（CMP）通常用於高密度積體電路的製造中，以平坦化或拋光一沉積在基板上的材料層。在典型的CMP處理中，基板被保持在承載頭中，該承載頭在存在拋光漿料的情況下將基板的背面壓向旋轉的拋光墊。透過由拋光漿料提供的化學和機械活性以及基板和拋光墊的相對運動的結合，在與拋光墊接觸的基板的整個材料層表面上去除材料。
通常，將拋光墊設置在拋光台板上，其具有經形成為具有期望的平坦度的表面。使用介於拋光墊與台板之間的壓敏黏合劑層將拋光墊固定至台板的表面。通常，拋光墊的使用壽命有限，因此必須定期更換拋光墊，以防止CMP基板處理結果下降。更換拋光墊通常包括從拋光台板的表面手動拉動拋光墊，所用力度足以克服介於其間的黏合劑的黏滯性。從拋光台板的表面上移除用過的拋光墊所需的典型力可能很大，這可能導致人身傷害、對拋光系統的損壞（包括對拋光台板的損壞）或兩者。
處理拋光台板的表面，例如透過在其上施加一種低黏附力材料的塗覆層，例如「不黏」聚合物塗覆層，可以有利地減小從其上去除用過的拋光墊所需的力。由於在正常處理期間中暴露於CMP拋光化學物質，處理過的表面還可以有利地防止拋光台板的腐蝕。遺憾的是，可用於施加低黏附力材料的相對高溫的處理會不利地使盤形拋光台板變形，例如，使盤形拋光台板翹曲，從而降低了其表面平整度。而且，典型的常規聚合物塗覆層厚度足夠大，以在CMP處理期間在由基板和拋光頭的一部分（例如，基板支撐件）施加到拋光墊和拋光台板的壓縮負載下顯著變形。拋光台板的局部和整體變形量通常在經塗覆層的台板之間不一致，這導致多板拋光系統的拋光台板之間和/或單板和多板拋光系統之間的基板拋光結果不一致。
因此，在本領域中需要解決上述問題的拋光台板製造方法以及由其形成的拋光台板。
本公開發明的實施例總體上涉及製造用於化學機械拋光（CMP）系統的拋光台板的方法，由其形成的拋光台板以及使用該拋光台板的拋光方法。
在一個實施例中，提供了一種製造拋光台板的方法。該方法包括將拋光台板定位在製造系統的支撐件上。該製造系統包括支撐件和面向支撐件的切割工具。此處，拋光台板包括圓柱形金屬體，該圓柱形金屬體的表面上設置有聚合物層，並且該聚合物層的厚度為約100μm或以上。該方法還包括使用切割工具去除聚合物層的至少一部分，以形成拋光墊安裝表面。有利地，該方法可以用於形成具有期望的平坦度或形狀（例如凹入形狀或凸出形狀）的墊安裝表面。
在另一個實施例中，提供了拋光台板。拋光台板具有圓柱形金屬主體和設置在金屬主體上以形成圓形墊安裝表面的聚合物塗覆層。墊安裝表面具有在第一半徑處的第一表面高度和在第二半徑處的第二表面高度。第二半徑設置在第一半徑的徑向內側。該第一表面高度和該第二表面高度被測量為距一參考平面的距離，該參考平面在該第一半徑處與該墊安裝表面平行。第一和第二表面高度之間的差為約25μm或以上。在一些實施例中，第一表面高度和第二表面高度是從在沿著各個半徑的相應的多個等距位置處獲得的多個距離測量值中取平均的。
在另一個實施例中，拋光台板的特徵在於圓柱形的金屬主體和設置在金屬主體上以形成墊安裝表面的聚合物塗覆層，其中聚合物塗覆層的厚度從墊安裝表面的第一半徑到從第一半徑徑向向內設置的第二半徑發生改變。在一些實施例中，第二半徑處的厚度是從沿著第二半徑處的相應的多個等距位置處進行的多個厚度測量中取平均值，並且第一半徑處的厚度與第二半徑處的厚度之間的差為約25μm或以上。
在另一個實施例中，提供了一種拋光基板的方法。該方法包括在存在拋光流體的情況下將基板推靠在拋光墊的表面上。此處，拋光墊設置在拋光台板的墊安裝表面上。拋光台板包括圓柱形金屬主體和設置在金屬主體的表面上以形成拋光墊安裝表面的塗覆層。橫跨整個墊安裝表面的塗覆層的平均厚度小於約250μm，並且橫跨整個墊安裝表面的直徑的塗覆層的厚度變化約25μm或以上。墊安裝表面可以具有約25μm或以下的平坦度，或者可以具有凹入或凸出的形狀。
本公開發明的實施例總體上涉及製造用於化學機械拋光（CMP）系統的拋光台板的方法以及由其形成的拋光台板。根據本文的實施例形成的拋光台板通常具有結構部件，例如由金屬形成的圓柱形台板主體，以及設置在台板主體的表面上以提供拋光墊安裝表面的低黏附力材料層。一旦拋光墊達到其使用壽命，低黏附力材料層有利地減少從拋光墊安裝表面移除拋光墊所需的力的量，並進一步保護台板主體的金屬免受拋光流體引起的腐蝕。
通常，在材料沉積處理期間，將低黏附力材料形成並黏合到台板主體表面所需的處理需要加熱並將台板主體保持在超過300ºC（例如，最高350ºC或更高）的溫度下。通常，用於形成低黏附力材料層的高溫處理使圓柱型台板主體變形，這不利地降低了其墊安裝表面的平坦度。例如，在一些實施方式中，在其上形成低黏附力材料的塗覆層之前，將台板主體的墊安裝表面加工成與一最小平方參考平面的平面度偏差為約25μm或以下。在台板主體上形成塗覆層之後，墊安裝表面可能會缺乏平坦度。例如，即使低黏附力材料塗覆層的厚度均勻性標準差可能約為3μm或以下，墊安裝表面與基準平面的偏差也可以為約25μm或以上，例如在約25μm至約150μm之間。
通常，在低黏附力材料塗覆層處理之後拋光台板的形狀變形是不可預測的。因此，對於使用相同材料塗覆層處理形成的不同拋光台板，低黏附力材料塗覆層處理可能導致不同的表面輪廓。例如，使用大致相同的低黏附力材料塗覆層處理形成的兩個不同的盤形拋光台板可各自具有不同的最終表面形狀，包括諸如不同的雙曲線拋物面表面形狀或不同的隨機起伏表面形狀，其具有與其最小平方參考平面的不同程度的偏差。遺憾的是，使用相同的表面塗覆層方法形成的不同拋光台板的表面形狀的變化會不利地導致不均勻的基板處理，該不均勻的基板處理係在多台板CMP系統內和/或橫跨多個單台板CMP系統或多台板CMP系統的拋光台板之間的不均勻的基板處理。因此，本文的實施方式提供了用於在拋光台板製造期間中控制拋光台板的平坦度和/或表面形狀的方法以及使用該方法形成的拋光台板。在一個實施例中，一種方法包括在從台板主體上去除材料層的一部分之前，在盤形台板主體上形成相對厚的低黏附力材料層，以提供具有期望的表面平坦度和/或表面形狀的拋光台板。
圖1A是示例性拋光系統100的示意性側視圖，其包括台板組件102，該台板組件102使用本文所述的方法形成。圖1B是圖1A的台板組件102的示意性截面視圖。在此，台板組件102包括下台板104和設置在下台板104上並與其耦合的拋光台板106。圖1C是圖1B所示的拋光台板106的一部分的特寫圖。
示例性拋光系統100包括台板組件102，該台板組件102具有安裝在其上的拋光墊110，設置在拋光墊110上方並面向其的基板承載器108。台板組件102可繞軸A旋轉，基板承載器108可繞軸B旋轉，並且被配置成從台板組件的內徑到外徑來回掃掠，以部分地減少拋光墊110的表面的不均勻磨損。拋光系統100還包括位於拋光墊110上方的流體輸送臂118，流體輸送臂118可用於向拋光墊110輸送拋光流體；以及設置在拋光墊110上方並面向拋光墊110的墊調節組件120。
在典型的CMP處理中，旋轉的和/或掃掠的基板承載器108對設置在其中的基板112（以虛線顯示）施加向下的力，以在當拋光墊110在其下方旋轉時，將基板112的材料表面推向拋光墊110。在存在有由流體輸送臂118輸送的一種或多種拋光流體之下，將基板112推向拋光墊110。典型的拋光流體包括由其中懸浮有磨料顆粒的水溶液形成的漿料。通常，拋光流體包含pH調節劑和其他化學活性成分，例如氧化劑，以能夠對基板112的材料表面進行化學機械拋光。
墊調節組件120用於在基板112的拋光之前、之後或期間，將經固定的磨料調節盤122推向在其下方旋轉的拋光墊110的表面。透過調節盤122對拋光墊110進行調節會將拋光墊110保持在期望的狀態，其係透過從拋光墊110的拋光表面上擦去、恢復和去除拋光副產物和其他碎屑。
在一些實施例中，拋光系統100還包括處理端點檢測系統125，該處理端點檢測系統125用於監測材料層的厚度或監測在拋光處理期間中從基板112的場表面去除材料層。處理端點檢測系統125包括一個或多個感測器，例如渦流感測器或光學感測器，它們容納在台板組件102的腔體130（圖1B）中。
台板組件102（圖1A-1C）包括下台板104和設置在下台板104上並與其耦合的拋光台板106。此處，下台板104具有自上而下的圓形形狀、環形的拋光台板安裝表面126以及從拋光台板安裝表面126徑向向內設置的一個或多個凹入表面146，其與拋光台板106一起限定了腔體 130。拋光台板106設置在拋光台板安裝表面126上，並使用多個緊固件138而被固定到其上。這裡，多個緊固件係穿過形成在下台板104的環形凸緣形狀部分140中的相應開口而設置。
拋光台板106由圓柱型的盤型台板主體142所形成，並且包括形成在台板主體142的一個或多個表面上的低黏附力材料塗覆層144。例如，在此，台板主體142具有第一表面（台板主體表面132）、與台板主體表面132相對且大致平行於其的第二表面134，以及將台板主體表面132連接到第二表面134的徑向向外的圓周表面136。材料塗覆層144形成在台板主體表面132上以提供低黏附力的墊安裝表面148，並且進一步形成在圓周表面136上以保護台板主體142免受拋光流體引起的腐蝕。在一些實施例中，拋光台板106包括穿過其形成的孔124，例如窗口。端點檢測系統125可用於監視基板拋光，該基板拋光是使用一個或多個位於孔124附近的感測器來處理的。
拋光台板組件102以及（因此）拋光台板106的尺寸可以適合於任何期望的拋光系統。例如，這裡，調整多板拋光系統的尺寸，其被配置為拋光直徑為300mm的基板，並且經調整尺寸而具大於約300mm的直徑，例如在約500mm至約1000mm之間，或大於約500mm。通常，拋光台板106是相對薄的，其中拋光台板106的厚度在約20mm至約150mm之間，或約100mm或以下，例如約80mm或以下，約60mm或以下，或約40mm或以下。對於被配置成拋光不同尺寸的基板（例如，直徑為200mm或450mm的基板）的拋光系統，或經尺寸調整而適合同時拋光多個基板的拋光台板106而言，可以對拋光台板106的尺寸進行適當的調整。在一些實施例中，拋光台板106的直徑與厚度的比率為約3：1或以上、約5：1或以上、約10：1或以上、約15：1或以上、約20：1或以上、約25：1或以上、約30：1或以上、約40：1或以上，或例如約50：1或以上。
台板主體142由諸如鋁、鋁合金（例如6061鋁）或不銹鋼之類的適當的具剛性、輕質且拋光流體抗腐蝕的材料所形成。塗覆層144通常包括由一種或多種含氟聚合物前體或可熔融處理的含氟聚合物形成的聚合物材料，例如全氟烷氧基聚合物（PFA）、氟化乙烯-丙烯（FEP）、一氟烷基聚合物（MFA）、聚四氟乙烯（PTFE）、四氟乙烯-乙烯（ETFE）、聚氯三氟乙烯（PCTFE）、聚偏二氟乙烯（PVF2）以及由一種以上聚合物前體的組合形成的共聚物。在一些實施例中，塗覆層144由全氟烷氧基烷烴（PFA）形成，例如，四氟乙烯和一種或多種全氟醚（C2 F3 ORf ，其中Rf 是全氟基團，例如三氟甲基（CF3 ））的共聚物。在其他實施例中，材料塗覆層144可以由聚苯硫醚（PPS）、聚醚醚酮（PEEK）、熱塑性聚醯亞胺（TPI）、聚醚醯亞胺（PEI）、聚醯胺亞胺（PAI）、液晶聚合物（LCP）、它們的組合形成，和/或與一種或多種含氟聚合物組合。
這裡，透過在去除第一聚合物層150的一部分以提供墊安裝之前在台板主體142的表面上形成第一聚合物層150（在圖1C中以虛線示出）來形成材料塗覆層144以提供具有期望的平坦度或形狀的墊安裝表面148。可用於形成第一聚合物層150的合適方法的實例包括浸漬、噴塗、例如，電漿噴塗方法或熱噴塗方法，以及靜電沉積液體或粉末聚合物前體。在一些實施例中，形成第一聚合物層150包括將台板主體142和沉積在其上的聚合物或聚合物前體材料加熱至大於約250℃，例如大於約300℃或大於約350℃的溫度。
在一些實施例中，第一聚合物層150形成為具有約100μm的厚度ti ，例如約120μm或以上、約140μm或以上、約160μm或以上、約180μm或以上、例如約200µm或以上。在此，第一聚合物層150的厚度ti 在設置在其下方的台板主體表面132上基本均勻。例如，在一個實施例中，在台板主體表面132的直徑上以均勻增量進行的第一聚合物層150的厚度ti 的多個測量的標準差σ小於約10μm，例如小於10μm，例如小於約9μm、小於約8μm、小於約7μm、小於約6μm或例如小於約5μm。
在一些實施例中，台板主體表面132以及（因此）第一聚合物層150的表面遭受缺乏平坦度的困擾，其中第一聚合物層150的表面的至少某些部分偏離參考平面（例如最小平方參考平面）相差約25µm或以上、例如約50µm或以上、約75µm或以上、約100µm或以上、約150µm或以上、約175µm或以上、約200或以上或例如在約25μm至約200μm之間。因此，在一些實施例中，在第一聚合物層150形成在台板主體142上之後，其至少一部分被去除以形成第二聚合物層，在此為材料塗覆層144。去除第一聚合物層150的至少一部分而形成具有墊安裝表面148的拋光台板106，其中該墊安裝表面148具有期望的平坦度或表面形狀。在圖2中提出了一種方法，該方法去除第一聚合物層150的至少一部分以形成具有期望的平坦度或表面形狀的拋光台板106。
圖2是示出根據一個實施例的在拋光台板的墊安裝表面中形成期望形狀的方法200的圖。圖3A示出了根據一個實施例的製造系統300，其可以用於實施方法200。
在活動202處，方法200包括將拋光台板310放置在用於成型金屬或其他剛性材料（例如車床或銑床）的製造系統300的製造支撐件上。在此，製造系統300是立式車床，其特徵在於包含：可繞主軸304旋轉的支撐主軸302、固定至該支撐主軸302的安裝夾具306，以及設置在該支撐主軸302上方且面向其的切割工具308。這裡，安裝夾具306與以上在圖1A-1B中描述的下台板104基本相似或相同。使用在Z方向上可調節的多個緊固件312將拋光台板310固定到安裝夾具306，以拉或推安裝夾具306(因此，拋光台板310)的外半徑而朝向或遠離支撐主軸302。在一些實施例中，製造系統300還包括耦合至切割工具308的表面輪廓儀314，例如測微計，其可用於在其表面輪廓修改之前、期間和之後測量拋光台板310的平坦度。
在活動204處，方法200包括使用切割工具308去除第一聚合物層150的至少一部分，以提供具有所需平坦度或表面形狀的墊安裝表面148。這裡，去除塗覆層的至少一部分包括移動切割工具308和拋光台板310中的一個或兩個，同時在它們之間在Z方向上保持期望的距離以控制材料去除的深度。在此，切割工具308被配置為在拋光台板310在其下方旋轉的同時從拋光台板310的外徑徑向向內移動至至少其中心（反之亦然）。因此，拋光台板310和切割工具308的相對運動導致從拋光台板310的表面形成螺旋形的切割路徑，其中螺旋圖案從拋光台板310的中心區域（例如，中心軸）延伸到拋光台板310的外邊緣。在其他實施例中，例如在其中機器工具是包括X-Y平移台的碾磨機的實施例中，碾磨切割工具和拋光台板310的相對運動可導致從拋光台板的表面形成光柵狀的切割路徑。
方法200可以用於將拋光台板106的墊安裝表面148的輪廓修改為任何期望的形狀，例如基本上為平面，凸出形狀或凹入形狀。
在一些實施例中，方法200可以用於形成基本平坦的墊安裝表面148，其中，從墊安裝表面148的最小平方參考面以規則的間隔進行的多個測定的標準偏差為約25μm或以下。在那些實施例中，去除第一聚合物層150的部分以提供基本平坦的墊安裝表面148會導致塗覆層144的厚度沿拋光台板106的直徑變化。例如，圖1C所示的拋光台板106的一部分的台板主體表面132具有凹表面輪廓，設置在台板主體表面132上的第一聚合物層150具有均勻的厚度ti 以及該凹表面輪廓，且材料塗覆層144的表面具有基本平面的輪廓。在圖1C中，去除第一聚合物層150的凹入形狀表面的至少一部分以提供材料塗覆層144的基本平坦的表面，會導致材料塗覆層144在整個至少所示部分上具有不均勻的厚度（t2 -t1 ）。因此，在一些實施例中，材料塗覆層144的厚度在墊安裝表面148的直徑上的變化不為零。例如，在一些實施例中，橫跨墊安裝表面148的塗覆層144的厚度的變化為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上，或者約50µm或以上。通常，塗覆層144具有約25μm或以上，例如約50μm或以上的最小厚度，和約250μm或以下的最大厚度。
在一些實施例中，方法200可用於形成具有凹入形狀或凸出形狀（諸如圖4所示的基本凹入形狀）的墊安裝表面148。
在一些實施例中，方法200還包括在台板主體表面132上形成第一聚合物層150之前，在台板主體表面132中形成期望的形狀。例如，在一些實施例中，方法200可包括在台板主體142其中形成第一聚合物層150之前，加工台板主體142以在台板主體表面132上形成凹入形狀或凸出形狀，如圖5D-5E所示。
圖4是示出根據方法200形成的拋光台板的墊安裝表面的輪廓的曲線圖400。圖4中的拋光台板的尺寸適合在多台板系統中使用，在該系統中，每個台板的尺寸均可拋光單個具300mm直徑的基板。拋光台板具有約380mm的半徑，並且經形成為具有拋光墊安裝表面405，該拋光墊安裝表面405包括大致凹入形狀，其中墊安裝表面405的中心與墊安裝表面的邊緣之間的高度差為約76μm。在此，沿墊安裝表面405的半徑進行的測量會偏離具有半徑R1 的圓形凸曲線410而相差約5μm或以下。有利地，本文中的方法200可以用於形成具有基本凹入形狀或基本凸出形狀的墊安裝表面，其中在墊安裝表面的半徑上以相等的間隔進行的多個測量值與所需形狀的曲率半徑R1 的平均偏差為約20µm或以下，例如約15µm或以下、約10µm或以下，或約5μm或以下。
圖5A是拋光台板500a的示意性截面視圖，該拋光台板500a包括具有在其上形成的第一聚合物層504a的台板主體502a。台板主體502a和第一聚合物層504a可以與以上在圖1A-1C中描述的台板主體142和第一聚合物層504a相同或基本相似。例如，在圖5A中，將第一聚合物層504a沉積為具有與圖1C中上述的第一聚合物層150相同的均勻性和厚度ti 的基本均勻的厚度ti 。如圖所示，台板主體502a的表面506基本上是平坦的，即，扁平的，因此聚合物層504a的表面508a也基本上是扁平的。然而，可以預期，在本文的實施例中，台板主體502a的表面可以包括形狀中的任何一種或形狀的組合，例如雙曲線拋物面的表面形狀（有時稱為鞍形或薯片形）或隨機起伏表面形狀。在雙曲拋物線表面形狀或隨機起伏表面形狀的示例中，台板主體502a的橫截面視圖可以具有凹面和凸面的表面輪廓（取決於剖線的位置）。
圖5B-5C是透過使用方法200去除第一聚合物層504a的至少一部分而形成的各個拋光台板500b-c的示意性截面視圖。在圖5B中，第一聚合物層504a的部分（以虛線示出）被去除以形成提供墊安裝表面508b的塗覆層504b。墊安裝表面508b形成為具有大致徑向對稱的凸出形狀，其具有橫跨在拋光台板500b的整個直徑上的曲率半徑R1 。在該實施例中，從凹入形狀墊安裝表面508b的中心C到設置在靠近墊安裝表面508b的圓周邊緣E的位置處所測量的高度h為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上，約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上，或者例如約70μm或以上。這裡，墊安裝表面508b的中心C與參考平面P共面。墊安裝表面508b與參考平面P間隔約Z2 的距離，Z2 約接近墊安裝表面508b的圓周邊緣的半徑。在此，距離Z2 在半徑附近大致相同，因此參考平面P在接近圓周邊緣的半徑附近與墊安裝表面508b平行。在該實施例中，距離Z2 與高度h相同。
這裡，在拋光台板502b的中心C處或在其附近的第一半徑處的塗覆層504b的厚度tc 大於在拋光台板502b的圓周邊緣E處或附近的塗覆層504b的厚度te 。在一些實施例中，厚度tc 與厚度te 之間的差為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、約70μm或以上、約80μm或以上，或約90μm或以上。
在圖5C中，去除第一聚合物層504a的一部分（以虛線顯示）以形成塗覆層504c，該塗覆層504c提供具有基本上徑向對稱的凹入形狀的墊安裝表面508c，該凹入安裝表面508c的曲率半徑為R1 。拋光台500c的直徑。這裡，從中心C到拋光台板500c的圓周邊緣E測量的墊安裝表面508c的高度h的差為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上，或例如約70μm或以上。這裡，在拋光台板502b的中心C處的塗覆層504b的厚度tc 小於在拋光台板502b的圓周邊緣E處或附近的塗覆層504b的厚度te 。在一些實施例中，厚度tc 與厚度te 之間的差為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、約70μm或以上、約80μm或以上、約90μm或以上。在該實施例中，墊安裝表面508c的中心C與平面P間隔開一距離Z1 ，該距離Z1 與高度h相同。墊安裝表面508c在接近墊安裝表面508c的圓周邊緣E的半徑處與平面P共面。
通常，R1可以由等式R1 2 =（R1 -h）2 +r2 確定，其中r是拋光台板的半徑。在一個示例中，對於具有基本凸入或凸出的墊安裝表面508b，c和約76μm的高度h的381mm台板（半徑）的曲率半徑R1為約952m。
圖5D-5E是分別透過使用方法200去除第一聚合物層504a的至少一部分（以虛線示出）而形成的各個拋光台板500d-e的示意性截面視圖。圖5D-E示出了拋光墊安裝表面508d-e的期望形狀可以獨立於與設置在其下方的台板主體502b的表面506的形狀而形成。在圖5D中，拋光台板500d包括台板主體502b，台板主體502b具有包括具有曲率半徑R2 的凸出形狀的表面506。在此，去除第一聚合物層504a的一部分會形成塗覆層504d。塗覆層504d包括具有如圖5B所示的徑向對稱的凸出形狀的墊安裝表面508d。曲率半徑R2 可以等於、大於或小於曲率半徑R1 。在圖5E中，拋光台板包含台板主體502b，並且去除第一聚合物層504a的一部分會形成塗覆層504e和如圖5C中所述具有徑向對稱的凹入形狀的墊安裝表面508e。
在一些實施例中，拋光台板500d-e透過在形成其上的第一聚合物層504a之前，透過將台板主體502b的表面506處理成具有期望的徑向對稱的凸出形狀（如圖所示）或期望的徑向對稱的凹入形狀（未示出）而形成。在形成第一聚合物層504a之前，將台板主體502b的表面506處理成具有期望的徑向對稱的形狀，會有利地減小了形成期望的凹入或凸出的墊安裝表面508d、e所需的第一聚合物層504a的厚度。例如，如果期望一凹入的墊安裝表面508e，例如圖5E所示，則在形成第一聚合物層504a之前，可以將台板主體502b處理成具有基本凹面（未示出）。在其上形成第一聚合物層504a之前處理墊安裝表面508d、e，會降低墊安裝表面508e和台板主體502b的表面506之間的所期望的形狀的不匹配的機會，如圖3E所示。
在圖5E中，台板主體502b的表面506具有表面形狀，該表面形狀可能是由於在用於在其上形成第一聚合物層504a的相對高溫的處理的期間台板主體502b的變形而導致的。結果，形成期望的凹入的墊安裝表面508e所需的第一聚合物層504a的初始厚度ti 大於如果在其下方的台板主體502b的表面506具有大致凹入形狀所需的厚度。因此，在需要凸出或凹入的墊安裝表面508e的實施例中，在台板主體502b的表面506中形成大體徑向對稱的凸出或凹入的形狀會減少在形成第一聚合物層504a之後表面形狀不匹配的機會。降低在第一聚合物層504a的相對高溫形成處理之後表面形狀不匹配的機會有利地減小了第一聚合物層504a的所需初始厚度ti ，以實現墊安裝表面508e的所需形狀。
圖5F-5H是各個拋光台板500f-h的示意性截面視圖，其示出了可使用本文所述的方法在各個塗覆層504f-h中形成的墊安裝表面508f-h的替代形狀。在圖5F-5H中，透過使用在此闡述的方法去除第一聚合物層504a的至少一部分（在圖5A中示出）來形成墊安裝表面508f-h的形狀。在其他實施例中，可以在其上形成第一聚合物層504a之前透過將台板主體502a的表面506處理成具有期望的形狀來形成墊安裝表面508f-h的形狀。在一些實施例中，透過對表面506進行加工並去除在其上形成的第一聚合物層504a的至少一部分，來形成期望的墊安裝表面508f-h的形狀。在一些實施例中，相對於參考平面P所測量的表面508f-h的輪廓包括一個或多個徑向對稱的特徵，這些特徵理想地透過加工表面506和/或去除在其上形成的第一聚合物層504a的至少一部分而形成。如圖5F-5H所示，表面508f-h可包括位於台板500g的中心C和邊緣E之間的徑向對稱的凹陷D（圖5F）和徑向對稱的峰PK（圖5G）中的至少一個。因此，徑向對稱的凹陷和徑向對稱的峰形成相對於台板的中心軸C對稱的環形特徵。
在圖5F中，墊安裝表面508f具有台板半徑rp ，並且參考平面P與墊安裝表面508f在半徑rp 處或在靠近半徑rp 處共面。墊安裝表面508f的中心C設置在在平面P下方並與其間隔開約10μm或以上的距離Z1 ，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上，或例如約70μm或以上。在其他實施例中，墊安裝表面508f的中心C在平面P上方延伸約10μm或以上的距離，諸如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、50μm或以上、約60μm或以上，或例如約70μm或以上。在其他實施例中，墊安裝表面508f的中心C與平面P基本共面。
在此，墊安裝表面508f包括設置在中心C(或其附近的半徑)以及墊安裝表面508f的圓周邊緣E處或附近的半徑之間的環狀部分（半徑r1 ）。環形部分與平面P間隔開距離Z3 ，該距離Z3 大於距離Z1 ，即，墊安裝表面508f的環形部分在半徑r1 處小於墊安裝表面508f的中心C(或接近中心C的第一半徑處)，以及在圓周邊緣E處或附近的半徑。這裡，距離Z3 為約10µm或以上，例如約20µm或以上、約30µm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、約70μm或以上。在一些實施例中，環形部分的低點(這裡是半徑r1 )，設置在從中心C到圓周邊緣E的徑向距離的約1/3到約2/3之間。
在一些實施例中，例如，在透過移除形成在台板主體502a上的聚合物層504a（圖5A）的至少一部分而使墊安裝表面508f成形的情況下，第三半徑處的厚度t3 小於厚度tc 和te 兩者。在一些實施例中，厚度t3 與厚度tc 和厚度te 之一或兩者之間的差為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、約70μm或以上、約80μm或以上、約90μm或以上。
此處，墊安裝表面508f的中心C設置在平面P的下方，並且與其間隔開約10μm或以上的距離Z1 ，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上，或例如約70μm或以上。在其他實施例中，墊安裝表面508f的中心C在平面P上方延伸約10μm或以上的距離，諸如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上，或例如約70μm或以上。在其他實施例中，墊安裝表面508f的中心C與平面P基本共面。
應當注意，參考平面P相對於本文所述的墊安裝表面508b-h的最上表面的位置沒有特別限制，並且對參考平面P之上或之下的表面高度的描述可對其定義進行修改。例如，在圖5F的替代性描述中，參考平面（未示出）可以被定義為與墊安裝表面508f在半徑r1 處共面，且在墊安裝表面508f的中心C和圓周邊緣E兩者處的表面高度因此將在參考平面上方。
在圖5G中，墊安裝表面508g包括設置在中心C(或其附近的第一半徑)與墊安裝表面508g的圓周邊緣E處或附近的第二半徑之間的環形部分（位於第三半徑r1處）。環形部分與參考平面P共面。墊安裝表面508g在圓心C處(或在其附近的第一半徑處)被設置在參考平面P的下方並且與參考平面P間隔開距離Z1 。墊安裝表面508g在墊安裝表面的圓周邊緣E處或附近的半徑處被設置在參考平面P的下方，並且與參考平面P間隔開距離Z2 ，該距離Z2 可以與距離Z1 相同或不同。因此，墊安裝表面508g的在第三半徑r1 處的環形部分既高於墊安裝表面508g的中心C(或接近中心C的第一半徑)，又高於圓周邊緣E處或附近的的第二半徑。在此，距離Z1 為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、或例如約70µm或以上。在一些實施例中，位於第三半徑r1 處的環形部分被設置在從中心C到圓周邊緣E的徑向距離的約1/3至約2/3之間。
在一些實施例中，例如，在透過移除形成在台板主體502a上的聚合物層504a（圖5A）的至少一部分而使墊安裝表面508g成形的情況下，第三半徑處的厚度t3 大於厚度tc 和te 兩者。在一些實施例中，厚度t3 與厚度tc 和厚度te之一或兩者之間的差為約10μm或以上，例如約20μm或以上、約30μm或以上、約40μm或以上、約50μm或以上、約60μm或以上、約70μm或以上、約80μm或以上、或約90μm以上。
在圖5H中，墊安裝表面508h的至少一部分從圓周邊緣E處的第一半徑向上傾斜到設置在中心C處或附近的第二半徑r1 。參考平面P平行於墊安裝表面508h的沿其半徑（例如，沿半徑rp ）的表面。這裡，當從橫截面看時，墊安裝表面508h具有大致圓錐形的形狀，使得墊安裝表面508h的圍繞中心C同心地設置並且具有半徑r1 的圓形部分與參考平面P共面。厚度tc 和te 以及距離Z2 可以在與在此描述的任何一個或其他實施方式的組合相同的範圍內。
在一些實施例中，在此闡述的墊安裝表面的中心C不同的徑向位置處的塗覆層的厚度係從在沿著各自的半徑所對應的多個等距位置處獲取的多個厚度測量值中取平均值。例如，本文闡述的厚度可自在沿著各自的半徑測量的彼此等距的位置處進行的3次或以上次厚度測量而取平均值，例如，從4個或以上個等距位置或從5個或以上個等距位置進行的測量。
在一些實施例中，墊安裝表面508b-h在與中心C不同的徑向位置處與平面P的距離Z1 、Z2 和Z3 係由沿各自的半徑測量的彼此等距的位置處進行的多次測量而取平均值。例如，距離Z1 、Z2 和Z3 可以分別從在沿著各自的半徑測量的彼此等距的位置處進行的3次或以上次測量中取平均值，例如，從等距位置進行4次或以上次測量，或者從等距位置進行5次以上的測量。
圖6是示出使用根據本文所述實施例形成的拋光台板拋光基板的方法的圖。在活動602處，方法600包括在存在拋光流體的情況下將基板推靠在拋光墊上。此處，拋光墊設置在拋光台板上。可以根據本文闡述的實施方案中的任一種或組合形成拋光台板。拋光台板包括圓柱形金屬體，該圓柱形金屬體上形成有低黏附力材料塗覆層。這裡，將塗覆層設置在金屬體的表面上以形成拋光墊安裝表面，墊安裝表面的中心與沿著從該中心徑向向外的半徑之間的高度差為約25μm或以上。可以形成塗覆層以提供具有上述任何形狀和/或特徵的墊安裝表面。
本文的實施例提供了具有低黏附性材料表面的拋光台板的製造，所述低黏附性材料表面具有受控的和可重複的平坦度輪廓和/或其他期望的表面形狀。有利地，本文的拋光台板可形成為具有凸出形狀或凹入形狀，其可用於微調用於特定基板拋光處理的一個或多個單獨拋光系統的拋光性能。
儘管前述內容針對本公開發明的實施例，但是在不脫離本公開發明的基本範圍的情況下，可以設計本公開發明的其他和進一步的實施例，並且本公開發明的範圍由所附請求項確定。
100:拋光系統 102:台板組件 104:下台板 106:拋光台板 108:基板承載器 110:拋光墊 112:基板 118:流體輸送臂 120:墊調節組件 122:調節盤 124:孔 125:處理端點檢測系統 126:拋光台板安裝表面 130:腔體 132:台板主體表面 134:第二表面 136:圓周表面 138:緊固件 140:環形凸緣形狀部分 142:台板主體 144:塗覆層 146:凹入表面 148:墊安裝表面 150:第一聚合物層150 200:方法 202:活動 204:活動 300:製造系統 302:支撐主軸 304:主軸 306:安裝夾具 308:切割工具 310:拋光台板 312:緊固件 314:表面輪廓儀 400:曲線圖 405:拋光墊安裝表面 410:圓形凸曲線 500:拋光台板 500a:拋光台板 500b:拋光台板 500c:拋光台板 500d:拋光台板 502a:台板主體 502b:台板主體 504a:聚合物層 504b:塗覆層 504c:塗覆層 504d:塗覆層 504e:塗覆層 504f:塗覆層 504h:塗覆層 506:表面 508b:墊安裝表面 508c:安裝表面 508d:拋光墊安裝表面 508e:拋光墊安裝表面 508f:墊安裝表面 508g:墊安裝表面 508h:墊安裝表面 600:方法 602:活動 A:軸 Z:方向 508a:表面 R1 :曲率半徑 C:中心 E:圓周邊緣 h:高度 P:參考平面 Z2 :距離 tc :厚度 ti :厚度 t1 :厚度 t2 :厚度 te :厚度 500e:拋光台板 500f:拋光台板 500g:拋光台板 500h:拋光台板 D:凹陷 PK:峰
為了可以詳細地理解本公開發明的上述特徵的方式，可以透過參考實施例來對本公開發明進行更詳細的描述，該公開的描述在上面簡要地概述，其中一些在附圖中示出。然而，應當注意，附圖僅示出了本公開發明的典型實施例，並且因此不應被認為是對其範圍的限制，因為本公開發明可以允許其他等效的實施例。
圖1A是根據一個實施例的示例性拋光系統的示意性側視圖，其被配置為使用根據本文所述的方法形成的拋光台板。
圖1B是根據一個實施例的圖1A的台板組件的示意性截面視圖。
圖1C是圖1B的一部分的特寫圖。
圖2是示出根據一個實施例的製造拋光台板的方法的圖。
圖3是根據一個實施例的可用於實施圖2所示方法的製造系統的示意性側視圖。
圖4是描繪根據本文所述實施例形成的拋光台板的一部分的表面輪廓的圖。
圖5A-5H是示出根據本文所述實施例可以形成的各種拋光台板表面輪廓的示意性截面視圖。
圖6是示出使用根據本文所述實施例形成的拋光台板拋光基板的方法的圖。
為了便於理解，在可能的情況下使用了相同的元件符號來表示圖中共有的相同元件。可以預期，在一個實施例中公開的元件可以在沒有具體敘述的情況下有益地用於其他實施例。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
300:製造系統
302:支撐主軸
304:主軸
306:安裝夾具
308:切割工具
310:拋光台板
312:緊固件
314:表面輪廓儀

Claims (18)

  1. 一種拋光台板的製造方法，包括：將一拋光台板定位在一製造系統的一支撐件上，該製造系統包括該支撐件和面向該支撐件的一切割工具，其中該拋光台板包括一圓柱形金屬體，該圓柱形金屬體具有圍繞該圓柱形金屬體的一中心的一徑向對稱的凸出形狀及一曲率半徑，以及設置在該圓柱形金屬體的一表面上的一聚合物層，其中該聚合物層的一曲率半徑不同於該圓柱形金屬體的該曲率半徑，且該聚合物層的厚度約為100μm或以上；和使用該切割工具去除該聚合物層的至少一部分，以形成一聚合物塗覆層，其中：該聚合物塗覆層形成一墊安裝表面，該墊安裝表面具有在一第一半徑處的一第一表面高度和在一第二半徑處的一第二表面高度，該第二半徑設置在該第一半徑的徑向內側，該第一表面高度和該第二表面高度被測量為各自距一參考平面的距離，該參考平面在該第一半徑處與該墊安裝表面平行，以及該第一表面高度和該第二表面高度之間的一差距為約25μm或以上。
  2. 根據請求項1所述的方法，其中，該聚合物層包括一含氟聚合物。
  3. 根據請求項1所述的方法，其中 該聚合物層的一平均厚度為約100μm或以上，並且該墊安裝表面包括一凹入形狀。
  4. 根據請求項1所述的方法，其中，該聚合物層的一平均厚度為約100μm或以上，並且該墊安裝表面包含一凸出形狀。
  5. 根據請求項1所述的方法，其中，該聚合物層的一平均厚度為約100μm或以上。
  6. 根據請求項1所述的方法，其中該墊安裝表面在一第三半徑處具有一第三表面高度，該第三半徑設置在該第一半徑和該第二半徑之間，該第三表面高度與該參考平面共面，並且該第一表面高度和該第二表面高度都設置在該參考平面上方，或者都設置在該參考平面下方。
  7. 一種拋光台板，包括：一圓柱形金屬體，具有圍繞該圓柱形金屬體的一中心的一徑向對稱的凸出形狀及一曲率半徑；和一聚合物塗覆層，具有一曲率半徑，該聚合物塗覆層設置在該圓柱形金屬體上，其中該聚合物塗覆層的該曲率半徑不同於該圓柱形金屬體的該曲率半徑，其中該聚合物塗覆層是藉由去除設置在該圓柱形金屬體的一表面上的一聚合物層的至少一部分來形成，其中該聚合物塗覆層形成一圓形的墊安裝表面，該圓形的墊安裝表面具有在一第一半徑處的一第一表面高度和在一第二半徑處的一第二表面高度，並且其中： 該第二半徑設置在該第一半徑的徑向內側，該第一表面高度和該第二表面高度被測量為各自距一參考平面的距離，該參考平面在該第一半徑處與該墊安裝表面平行，並且該第一表面高度和該第二表面高度之間的一差距為約25μm或以上。
  8. 根據請求項7所述的拋光台板，其中，該第二半徑被設置為靠近該墊安裝表面的一中心。
  9. 根據請求項7所述的拋光台板，其中該墊安裝表面在一第三半徑處具有一第三表面高度，該第三半徑設置在該第二半徑的徑向外側，該第三表面高度與該參考平面共面，並且該第一表面高度和該第二表面高度都設置在該參考平面上方，或者都設置在該參考平面下方。
  10. 根據請求項7所述的拋光台板，其中該聚合物塗覆層具有在該第一半徑處的一第一厚度和在該第二半徑處的一第二厚度，以及該第一厚度和該第二厚度之間的一差距約為25μm或以上。
  11. 根據請求項7所述的拋光台板，其中，該聚合物塗覆層在該第一半徑處具有一第一厚度、在該第二半徑處具有一第二厚度、且在一第三半徑處具有一第三厚度，該第三半徑設置在該第二半徑的徑向外側，並且 該第三厚度大於該第一厚度和該第二厚度兩者。
  12. 根據請求項7所述的拋光台板，其中，該聚合物塗覆層包括一含氟聚合物。
  13. 一種拋光台板，包括：一圓柱形金屬體，具有圍繞該圓柱形金屬體的一中心的一徑向對稱的凸出形狀及一曲率半徑；和一聚合物塗覆層，具有一曲率半徑，該聚合物塗覆層設置在該圓柱形金屬體上，其中該聚合物塗覆層的該曲率半徑不同於該圓柱形金屬體的該曲率半徑，其中該聚合物塗覆層是藉由去除設置在該圓柱形金屬體的一表面上的一聚合物層的至少一部分來形成，其中該聚合物塗覆層形成一墊安裝表面，其中：該聚合物塗覆層的一厚度從該墊安裝表面的一第一半徑向從該第一半徑徑向向內設置的一第二半徑改變，並且該第一半徑處的該厚度和該第二半徑處的該厚度之間的一差距為約25μm或以上。
  14. 根據請求項13所述的拋光台板，其中，該第一半徑處的該厚度是從沿著該第一半徑的相應的多個等距位置處獲得的多個厚度測量值中取平均值的，且該第二半徑處的該厚度是從沿該第二半徑在相應的多個等距位置處獲得的多個厚度測量值中取平均值的。
  15. 根據請求項13所述的拋光台板，其中，該聚合物塗覆層的該厚度從該第一半徑向一第三半徑 改變，其中該第三半徑被設置在該第一半徑和該第二半徑之間，以及該第三半徑處的該厚度大於該第一半徑處的該厚度和該第二半徑處的該厚度兩者。
  16. 根據請求項13所述的拋光台板，其中該聚合物塗覆層的該厚度從該第一半徑向一第三半徑改變，該第三半徑設置在該第一半徑和該第二半徑之間，並且該第三半徑處的該厚度小於該第一半徑處的該厚度和該第二半徑處的該厚度兩者。
  17. 根據請求項13所述的拋光台板，其中，該墊安裝表面具有在該第一半徑處的一第一表面高度和在該第二半徑處的一第二表面高度，該第一表面高度和該第二表面高度被測量為距一參考平面的距離，該參考平面在該第一半徑處與該墊安裝表面平行，並且該第一表面高度和該第二表面高度之間的一差距為約25μm或以上。
  18. 根據請求項13所述的拋光台板，其中，該聚合物塗覆層包括一含氟聚合物。
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