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TWI838459B - 化學機械拋光裝置及化學機械拋光方法 - Google Patents

化學機械拋光裝置及化學機械拋光方法 Download PDF

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TWI838459B
TWI838459B TW109104495A TW109104495A TWI838459B TW I838459 B TWI838459 B TW I838459B TW 109104495 A TW109104495 A TW 109104495A TW 109104495 A TW109104495 A TW 109104495A TW I838459 B TWI838459 B TW I838459B
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polishing
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張壽松
海力 桑達拉拉珍
吳昊晟
建設 唐
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美商應用材料股份有限公司
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Abstract

一種化學機械拋光裝置，包括平台，用以保持拋光墊；載具，用以在拋光處理期間保持基板抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度控制系統，包括流體媒介的源及一或更多開口，一或更多開口定位在平台上且與拋光墊分開，且配置用於將流體媒介流至拋光墊上，以加熱或冷卻拋光墊。

Description

化學機械拋光裝置及化學機械拋光方法
本揭露案關於化學機械拋光(CMP)，且更具體而言，關於在化學機械拋光期間的溫度控制。
積體電路通常藉由在半導體晶圓上依序沉積導電、半導體或絕緣層而在基板上形成。各種製作處理需要在基板上平坦化層。舉例而言，一個製作步驟牽涉在非平坦表面上沉積填充層，且平坦化填充層。對於某些應用，平坦化填充層直到暴露圖案化的層的頂部表面。舉例而言，可在圖案化的絕緣層上沉積金屬層以填充絕緣層中的溝道及孔洞。在平坦化之後，於圖案化的層的溝道及孔洞中的金屬的剩餘部分形成貫孔、插塞及線，以在基板上的薄膜電路之間提供導電路徑。如另一範例，可在圖案化的導電層上沉積介電層，且接著平坦化以進行後續光刻步驟。
化學機械拋光(CMP)為一種可接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要將基板固定在載具頭上。基板的暴露的表面通常放置抵靠旋轉拋光墊。載具頭在基板上提供可控制的負載，以推擠其抵靠拋光墊。具有研磨顆粒的拋光漿料通常供應至拋光墊的表面。
在一個態樣中，一種化學機械拋光裝置，包括：平台，用以保持拋光墊；載具，用以在拋光處理期間保持基板抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度控制系統，包括加熱的流體的源及複數個開口，複數個開口定位在平台上且與拋光墊分開，且配置用於將加熱的流體流至拋光墊上。
任何以上態樣的實施方式可包括一或更多以下特徵。
加熱的流體可包括氣體，例如蒸氣。
主體可在平台上延伸，且複數個開口可形成於主體的表面中。開口可佈置於主體上，沿著平台的徑向軸具有非均勻的密度。
裝置可具有漿料分配通口。開口在與漿料分配通口的徑向位置相對應的徑向區處可以較大密度佈置。
在另一態樣中，一種化學機械拋光裝置，包括：平台，用以保持拋光墊；載具，用以在拋光處理期間保持基板抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度控制系統，包括冷卻的流體的源及複數個開口，複數個開口定位在平台上且與拋光墊分開，且配置用於將冷卻的流體流至拋光墊上。
任何以上態樣的實施方式可包括一或更多以下特徵。
複數個開口可將冷卻的流體傳輸至拋光墊的第一區域。拋光液體分配系統可具有通口，以將拋光液體傳輸至拋光墊的不同的第二區域，沖洗系統可具有通口，以將沖洗液體傳輸至拋光墊的不同的第三區域。
冷卻的流體可包括液體，例如水。舉例而言，冷卻的流體可由水或霧化的水組成。
冷卻的流體可包括液體及氣體。複數個開口可配置成產生霧化的噴灑。
開口可佈置在主體上，沿著平台的徑向軸具有非均勻的密度。
一或更多閥門及/或幫浦可在傳輸至拋光墊的冷卻的流體中控制液體及氣體的混合比例。
在另一態樣中，一種化學機械拋光之方法，包括以下步驟：將基板與拋光墊接觸；在拋光墊及基板之間造成相對運動；及藉由將熱控制媒介傳輸至拋光墊上，提升或降低拋光墊的溫度。
在另一態樣中，一種化學機械拋光裝置，包括：平台，用以保持拋光墊；載具，用以在拋光處理期間保持基板抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度控制系統，包括流體媒介的源及一或更多開口，一或更多開口定位在平台上且與拋光墊分開，且配置用於將流體媒介流至拋光墊上以加熱或冷卻拋光墊。
可實現一或更多以下可能的優點。拋光墊的溫度可快速且有效地提升或降低。可控制拋光墊的溫度而無須以例如熱交換板的實體主體接觸拋光墊，因此降低墊及缺陷的污染風險。可降低拋光操作上的溫度變化。此舉可改善拋光處理的拋光可預測性。可降低從一個拋光操作至另一個拋光操作的溫度變化。此舉可改善晶圓對晶圓的均勻性，且改善拋光處理的可重複性。可降低橫跨基板的溫度變化。此舉可改善晶圓之中的均勻性。
在隨附圖式及以下說明中闡述一或更多實施方式之細節。其他態樣、特徵及優點將從說明書及圖式及從申請專利範圍而為顯而易見的。
化學機械拋光藉由在基板、拋光液體及拋光墊之間的界面處的機械研磨及化學蝕刻的結合來操作。在拋光處理期間，歸因於基板的表面及拋光墊之間的摩擦而產生大量的熱。此外，一些處理亦包括原位墊調節步驟，其中調節盤，例如以研磨鑽石顆粒塗布的盤，擠壓抵靠旋轉拋光墊，以調節且紋路化拋光墊表面。調節處理的研磨亦可產生熱。舉例而言，在具有2 psi的標稱下壓力及8000 Å/min的移除率的通常一分鐘的銅CMP處理中，聚胺酯拋光墊的表面溫度可提升約30˚C。
在CMP處理中化學相關的變數（例如，參與反應的初始及速率）及機械相關的變數（例如，拋光墊的表面摩擦係數及黏彈性）兩者均強烈與溫度相依。結果，在拋光墊的表面溫度中的變化可導致移除速率、拋光均勻性、侵蝕、凹陷及殘留的改變。藉由在拋光期間更嚴格地控制拋光墊的表面的溫度，可降低溫度的變化，且可改善拋光性能，例如藉由晶圓之中非均勻性或晶圓對晶圓非均勻性所量測者。
已提議一些技術用於溫度控制。如一個範例，冷卻劑可運行通過平台。如另一範例，可控制傳輸至拋光墊的拋光液體的溫度。然而，此等技術並不足夠。舉例而言，平台必須通過拋光墊的主體本身供應或吸取熱，以控制拋光表面的溫度。拋光墊通常為塑膠材料及不良的熱導體，使得從平台控制熱可為困難的。另一方面，拋光液體可能不具有足夠的熱質量。
可解決此等問題的技術為具有專用的溫度控制系統（與拋光液體供應器分開），而在拋光墊的拋光表面上（或在拋光墊的拋光液體上）傳輸溫度控制的媒介，例如液體、煙氣或噴灑。
額外的問題為在CMP處理期間沿著旋轉拋光墊的半徑的溫度的增加通常並非均勻的。並非限於任何特定理論，拋光頭及墊調節器的不同掃掠輪廓在拋光墊的各個徑向區中有時可具有不同的停留時間。此外，介於拋光墊及拋光頭及/或墊調節器之間的相對線性速度亦沿著拋光墊的半徑變化。再者，拋光液體可充當為散熱器，在拋光液體分配的區域中冷卻拋光墊。此等作用可影響拋光墊表面上的非均勻熱的產生，而可導致晶圓之中移除速率的變化。
可解決此等問題的技術為具有沿著拋光墊的半徑間隔的多個獨立控制的分配器。此舉准許媒介的溫度沿著墊的長度變化，因此提供拋光墊的溫度的徑向控制。可解決此等問題的另一技術為具有沿著拋光墊的半徑非均勻地間隔的分配器。
第1圖及第2圖圖示化學機械拋光系統的拋光站台20的範例。拋光站台20包括可旋轉盤狀平台24，拋光墊30位於其上。平台24可操作以圍繞軸25旋轉(見第2圖中的箭頭A)。舉例而言，馬達22可轉動驅動桿28以旋轉平台24。拋光墊30可為兩層拋光墊，具有外部拋光層34及較軟背襯層32。
拋光站台20可包括供應通口(例如，在漿料供應手臂39的端處)，以將諸如研磨漿料的拋光液體38分配至拋光墊30上。拋光站台20可包括墊調節器裝置91，具有調節盤92(見第2圖)以維持拋光墊30的表面粗糙度。調節盤92可定位於可擺動的手臂94的端處，以便將調節盤92掃掠徑向橫跨拋光墊30。
載具頭70可操作以保持基板10抵靠拋光墊30。載具頭70從例如轉盤或軌道的支撐結構72懸吊，且藉由驅動桿74連接至載具頭旋轉馬達76，使得載具頭可圍繞軸71旋轉。可選地，載具頭70可例如在轉盤上的滑動器上，藉由沿著軌道的移動或藉由轉盤本身的旋轉振盪而橫向振盪。
載具頭70可包括保持環84以保持基板。在一些實施方式中，保持環84可包括接觸拋光墊的下部塑膠部分86，及較硬材料的上部部分88。
在操作中，平台圍繞其中心軸25旋轉，且載具頭圍繞其中心軸71旋轉，且橫向平移橫跨拋光墊30的頂部表面。
載具頭70可包括彈性膜80，具有基板固定表面以接觸基板10的背側，及複數個可加壓腔室82，以施加不同壓力至基板10上的不同區（例如，不同的徑向區）。載具頭亦可包括保持環84以保持基板。
在一些實施方式中，拋光站台20包括溫度感測器64，以監控拋光站台中的溫度或拋光站台/中的部件的溫度，例如，拋光墊的溫度及/或拋光墊上的漿料的溫度。舉例而言，溫度感測器64可為紅外線（IR）感測器，例如IR攝影機，定位在拋光墊30上方，且配置成量測拋光墊30及/或拋光墊上的漿料38的溫度。特定而言，溫度感測器64可配置成沿著拋光墊30的半徑於多點處量測溫度，以便產生徑向溫度輪廓。舉例而言，IR攝影機可具有跨越拋光墊30之半徑的視野。
在一些實施方式中，溫度感測器為接觸感測器而非非接觸感測器。舉例而言，溫度感測器64可為定位在平台24上或中的熱電偶或IR溫度計。此外，溫度感測器64可與拋光墊直接接觸。
在一些實施方式中，多個溫度感測器可在橫跨拋光墊30的不同徑向位置處間隔，以便沿著拋光墊30的半徑提供多個點的溫度。此技術可與IR攝影機替換或額外地使用。
儘管第1圖中圖示定位成監控拋光墊30及/或墊30上的漿料38的溫度，溫度感測器64可定位在載具頭70內部，以量測基板10的溫度。溫度感測器64可與基板10的半導體晶圓直接接觸(亦即，接觸感測器)。在一些實施方式中，多個溫度感測器包括在拋光站台20中，例如，以量測拋光站台中/拋光站台的不同部件的溫度。
拋光系統20亦包括溫度控制系統100，以控制拋光墊30及/或在拋光墊上的漿料38的溫度。溫度控制系統100可包括冷卻系統102及/或加熱系統104。冷卻系統102及加熱系統104之至少一者，且在一些實施方式中為兩者，藉由傳輸溫度控制的媒介(例如，液體、煙氣或噴灑)至拋光墊30的拋光表面36上(或至已存在於拋光墊上的拋光液體上)來操作。
對於冷卻系統102，冷卻媒介可為氣體，例如空氣，或液體，例如水。媒介可為室溫或冷藏低於室溫，例如，5-15℃。在一些實施方式中，冷卻系統102使用空氣及液體的噴灑，例如，液體的霧化的噴灑，例如水。具體而言，冷卻系統可具有產生冷藏低於室溫的水的霧化的噴 灑的噴嘴。在一些實施方式中，固態材料可與氣體及/或液體混合。固態材料可為冷藏材料，例如冰或吸收熱的材料，例如當溶解在水中時藉由化學反應。
冷卻媒介可藉由流動通過在冷卻劑傳輸手臂中於噴嘴中可選地形成的一或更多穿孔(例如，孔洞或溝槽)來傳輸。穿孔可藉由連接至冷卻劑源的歧管來提供。
如第1圖及第2圖中所顯示，範例冷卻系統102包括在平台24及拋光墊30上延伸的手臂110，從拋光墊的邊緣至或至少接近(例如，在拋光墊的總半徑的5%之中)拋光墊30的中心。手臂110可藉由底座112支撐，且底座112可支撐在與平台24相同的框架40上。底座112可包括一或更多致動器，例如，線性致動器，以提升或降低手臂110，及/或旋轉致動器，以在平台24上橫向擺動手臂110。手臂110經定位以避免與其他硬體部件相撞，例如載具頭70、墊調節盤92及漿料分配手臂39。
範例冷卻系統102包括從手臂110懸吊的多個噴嘴120。各個噴嘴120配置成噴灑液體冷卻媒介(例如，水)至拋光墊30上。手臂110可藉由底座112支撐，使得噴嘴120藉由間隙126與拋光墊30分開。
各個噴嘴120可配置成直接將水霧化成噴灑122朝向拋光墊30。冷卻系統102可包括液體冷卻媒介的源130及氣源132(見第2圖)。來自源130的液體及來自源132的氣體可在引導通過噴嘴120之前於混合腔室134(見第1圖)中混合，例如在手臂110中或上，以形成噴灑122。
在一些實施方式中，例如液體對氣體的流率、壓力、溫度及/或混合比例的處理參數可對各個噴嘴獨立地控制。舉例而言，對各個噴嘴120的冷卻劑可流動通過獨立控制的冷藏器，以獨立控制噴灑的溫度。如另一範例，分開的一對幫浦，一個用於氣體且一個用於液體，可連接至各個噴嘴，使得氣體及液體的流率、壓力及混合比例可對各個噴嘴獨立地控制。
各個噴嘴可噴灑到拋光墊30上不同的徑向區124上。鄰接徑向區124可交疊。在一些實施方式中，噴嘴120產生噴灑沿著拉伸的區域128撞擊拋光墊30。舉例而言，噴嘴可配置成在大致平面的三角形空間中產生噴灑。
一或更多拉伸的區域128，例如，所有的拉伸的區域128，可具有平行於延伸通過區域128的半徑（見區域128a）的縱軸。或者，噴嘴120產生錐形噴灑。
儘管第1圖圖示噴灑本身交疊，噴嘴120可定向使得拉伸的區域不會交疊。舉例而言，至少一些噴嘴120，例如，所有的噴嘴120，可定向使得拉伸的區域128相對於通過拉伸的區域的半徑（見區域128b）為傾斜的角度。
至少一些噴嘴120可定向使得來自噴嘴的噴灑的中心軸（見箭頭A）相對於拋光表面36為傾斜的角度。具體而言，噴灑122可從噴嘴120引導，以在藉由平台24的旋轉造成的撞擊的區域中，於相對於拋光墊30的運動方向（見箭頭A）的方向上具有水平分量。
儘管第1圖及第2圖圖示噴嘴120以均勻的間隔隔開，此舉並非必要。噴嘴120可徑向地或角度地任一者或兩者而非均勻地分佈。舉例而言，噴嘴120可沿著徑向方向朝向拋光墊30的邊緣更密集地群聚。此外，儘管第1圖及第2圖圖示九個噴嘴，可具有更大量或更少量的噴嘴，例如三個至二十個噴嘴。
對於加熱系統104，加熱媒介可為氣體，例如蒸氣或加熱的空氣，或液體，例如加熱的水，或氣體及液體的結合。媒介為高於室溫，例如，40-120℃，例如，90-110℃。媒介可為水，例如實質上純的去離子水，或包括添加物或化學物的水。在一些實施方式中，加熱系統104使用蒸氣的噴灑。蒸氣可包括添加物或化學物。
加熱媒介可藉由流動通過穿孔，例如，藉由一或更多噴嘴所提供的孔洞或溝槽，而在加熱傳輸手臂上傳輸。孔洞可藉由連接至加熱媒介的源的歧管來提供。
範例加熱系統104包括在平台24及拋光墊30上延伸的手臂140，從拋光墊的邊緣至或至少接近(例如，在拋光墊的總半徑的5%之中)拋光墊30的中心。手臂140可藉由底座142支撐，且底座142可支撐在與平台24相同的框架40上。底座142可包括一或更多致動器，例如，線性致動器，以提升或降低手臂140，及/或旋轉致動器，以在平台24上橫向擺動手臂140。手臂140經定位以避免與其他硬體部件相撞，例如載具頭70、墊調節盤92及漿料分配手臂39。
沿著平台24的旋轉方向，加熱系統104的手臂140可定位於冷卻系統102的手臂110及載具頭70之間。沿著平台24的旋轉方向，加熱系統104的手臂140可定位在冷卻系統102的手臂110及漿料傳輸手臂39之間。舉例而言，冷卻系統102的手臂110、加熱系統104的手臂140、漿料傳輸手臂39及載具頭70可以此順序沿著平台24的旋轉方向定位。
在手臂140的底部表面中形成多個開口144。各個開口144配置成引導氣體或煙氣，例如蒸氣，至拋光墊30上。手臂140可藉由底座142支撐，使得開口144藉由間隙與拋光墊30分開。間隙可為0.5mm至5mm。具體而言，間隙可經選擇，使得加熱流體的熱在流體到達拋光墊之前不會顯著地逸散。舉例而言，間隙可經選擇，使得從開口發射的蒸氣在到達拋光墊之前不會凝結。
加熱系統104可包括蒸氣的源146，而可藉由管路連接至手臂140。各個開口144可配置成引導蒸氣朝向拋光墊30。
在一些實施方式中，例如液體對氣體的流率、壓力、溫度及/或混合比例的處理參數可對各個噴嘴獨立地控制。舉例而言，對各個開口144的流體可流動通過可獨立控制的加熱器，以獨立控制加熱流體的溫度，例如蒸氣的溫度。
各個開口144可將蒸氣引導至拋光墊30上不同的徑向區上。鄰接徑向區可交疊。可選地，一些開口144可 定向使得從此開口的噴灑的中心軸相對於拋光表面36為傾斜的角度。蒸氣可從一或更多開口144引導，以在藉由平台24的旋轉造成的撞擊的區域中，在相對於拋光墊30的運動方向的方向上具有水平分量。
儘管第2圖圖示開口144以平均的間隔隔開，此舉並非必要。噴嘴120可徑向地或角度地任一者或兩者而非均勻地分佈。舉例而言，開口144可朝向拋光墊30的中心更密集地群聚。如另一範例，開口144可在相對應至藉由漿料傳輸手臂39將拋光液體39傳輸至拋光墊30的半徑的半徑處更密集地群聚。此外，儘管第2圖圖示九個開口，可具有更大量或更少量的開口。
拋光系統20亦可包括高壓沖洗系統106。高壓沖洗系統106包括複數個噴嘴154，例如，三個至二十個噴嘴，而以高強度引導清潔流體，例如水，至拋光墊30上，以清洗墊30且移除使用的漿料、拋光碎屑等等。
如第2圖中所顯示，範例沖洗系統106包括在平台24及拋光墊30上延伸的手臂150，從拋光墊的邊緣至或至少接近(例如，在拋光墊的總半徑的5%之中)拋光墊30的中心。手臂150可藉由底座152支撐，且底座152可支撐在與平台24相同的框架40上。底座152可包括一或更多致動器，例如，線性致動器，以提升或降低手臂150，及/或旋轉致動器，以在平台24上橫向擺動手臂150。手臂150經定位以避免與其他硬體部件相撞，例如載具頭70、墊調節盤92及漿料分配手臂39。
沿著平台24的旋轉方向，沖洗系統106的手臂150可在冷卻系統102的手臂110及加熱系統104的手臂140之間。舉例而言，冷卻系統102的手臂、沖洗系統106的手臂150、加熱系統104的手臂140、漿料傳輸手臂39及載具頭70可以此順序沿著平台24的旋轉方向定位。或者，沿著平台24的旋轉方向，冷卻系統102的手臂140可介於沖洗系統106的手臂150及加熱系統104的手臂140之間。舉例而言，沖洗系統106的手臂150、冷卻系統102的手臂110、加熱系統104的手臂140、漿料傳輸手臂39及載具頭70可以此順序沿著平台24的旋轉方向定位。
多個噴嘴154從手臂150懸吊。各個噴嘴154配置成以高壓噴灑清潔液體至拋光墊30上。手臂150可藉由底座152支撐，使得噴嘴120藉由間隙與拋光墊30分開。沖洗系統106可包括清潔流體的源156，而可藉由管路連接至手臂150。
各個噴嘴154可在拋光墊30上噴灑至不同徑向區上。鄰接徑向區可交疊。在一些實施方式中，噴嘴154經定向使得在拋光墊上清潔液體的撞擊的區域不會交疊。舉例而言，至少一些噴嘴154可定位且定向，使得撞擊的區域角度地分開。
至少一些噴嘴154可定向使得從該噴嘴的噴灑的中心軸相對於拋光表面36為傾斜的角度。具體而言，可從各個噴嘴154噴灑清潔流體，以具有徑向向外(朝向拋光墊的邊緣)的水平分量。此舉可造成清潔流體更快速地脫 離墊30，且在拋光墊30上留下更薄的流體區域。此舉可在加熱及/或冷卻媒介及拋光墊30之間熱耦合。
儘管第2圖圖示噴嘴154以平均的間隔隔開，此舉並非必要。此外，儘管第1圖及第2圖圖示九個噴嘴，可具有更大量或更少量的噴嘴，例如三個至二十個噴嘴。
拋光系統20亦可包括控制器90，以控制各種部件的操作，例如溫度控制系統100。控制器90配置成從溫度感測器64接收拋光墊的各個徑向區的溫度量測。控制器90可將量測的溫度輪廓與所欲溫度輪廓作比較，且產生回饋訊號至各個噴嘴或開口的控制機制(例如，致動器、功率源、幫浦、閥門等等)。回饋訊號例如，基於內部回饋算法，藉由控制器90計算，以造成控制機制調整冷卻或加熱的量，使得拋光墊及/或漿料達到(或至少移動靠近)所欲的溫度輪廓。
第2圖圖示對各個子系統的分開的手臂，例如，加熱系統104、冷卻系統102及沖洗系統106，各個子系統可包括在藉由共同手臂支撐的單一組件中。舉例而言，組件可包括冷卻模組、沖洗模組、加熱模組、漿料傳輸模組及可選地擦拭模組。各個模組可包括主體，例如，弓形主體，而可固定至共同固定板，且共同固定板可固定於手臂的端處，使得組件定位在拋光墊30上。各個流體傳輸部件，例如，管路、通道等等，可在各個主體內部延伸。在一些實施方式中，模組從固定板可分開地附接。各個模組可具有類似的部件，以執行以上所述相關聯系統的手臂的功能。
以上所述的拋光裝置及方法可在各種拋光系統中應用。拋光墊或載具頭之任一者或兩者可移動以提供拋光表面及基板之間的相對運動。舉例而言，平台可環繞而非旋轉。拋光墊可為固定至平台的圓形（或一些其他形狀）的墊。拋光層可為標準的（例如，具有或不具填充物的聚胺酯）拋光材料、軟的材料或固定的研磨材料。
相對位置的術語用以指代系統或基板之中的相對位置；應理解在拋光操作期間，拋光表面及基板可以垂直定向或一些其他定向保持。
控制器90的功能操作可使用一或更多電腦程式產品來實施，即實體體現在非暫時性電腦可讀取儲存媒體中的一或更多電腦程式，藉由資料處理裝置執行或控制資料處理裝置的操作，例如可程式化處理器、電腦或多個處理器或電腦。
已說明本發明的數個實施例。然而，應理解可作成各種修改而不會悖離本發明的精神及範疇。
舉例而言，儘管以上的說明聚焦在將加熱及/或冷卻媒介傳輸至拋光墊上，加熱及/或冷卻媒介可傳輸到其他部件上以控制此等部件的溫度。舉例而言，加熱及/或冷卻媒介可噴灑至基板上，同時基板定位在傳送站台中，例如在裝載杯中。如另一範例，裝載杯本身可以加熱及/或冷卻媒介噴灑。仍為另一範例，調節盤可以加熱及/或冷卻媒介噴灑。
因此，其他實施例在以下申請專利範圍的範疇之中。
10:基板 20:拋光站台 22:馬達 24:平台 25:軸 28:驅動桿 30:拋光墊 32:背襯層 34:拋光層 36:拋光表面 38:漿料 39:手臂 40:框架 64:溫度感測器 70:載具頭 71:軸 72:支撐結構 74:驅動桿 76:馬達 80:彈性膜
82:腔室
84:保持環
86:下部塑膠部分
88:上部部分
90:控制器
91:墊調節器裝置
92:調節盤
100:溫度控制系統
102:冷卻系統
104:加熱系統
110:手臂
112:底座
120:噴嘴
122:噴灑
124:徑向區
126:間隙
128:拉伸的區域
130:源
132:源
134:混合腔室
140:手臂
142:底座
144:開口
146:源
150:手臂
152:底座
154:噴嘴
第1圖圖示拋光裝置的範例的概要剖面視圖。
第2圖圖示範例化學機械拋光裝置的概要頂部視圖。
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
10:基板
20:拋光站台
22:馬達
24:平台
25:軸
28:驅動桿
30:拋光墊
32:背襯層
34:拋光層
36:拋光表面
38:漿料
39:手臂
40:框架
64:溫度感測器
70:載具頭
71:軸
72:支撐結構
74:驅動桿
76:馬達
80:彈性膜
82:腔室
84:保持環
86:下部塑膠部分
88:上部部分
90:控制器
100:溫度控制系統
102:冷卻系統
110:手臂
112:底座
120:噴嘴
122:噴灑
124:徑向區
126:間隙
134:混合腔室

Claims (15)

  1. 一種化學機械拋光裝置，包含：一平台，用以保持一拋光墊；一載具，用以在一拋光處理期間保持一基板抵靠該拋光墊的一拋光表面；一拋光液體分配器，具有一通口，該通口佈置在一拋光液體手臂上，該拋光液體手臂在該平台上延伸，該通口用以將拋光液體傳輸至該拋光墊的一第一區域上；一溫度控制系統，包括在該平台上延伸的一溫度控制手臂及一冷卻劑流體的源及複數個開口，該複數個開口定位在該平台上的該溫度控制手臂上且與該拋光墊分開，且配置用於將該冷卻劑流體從該複數個開口直接流至該拋光墊的不同的一第二區域上；及一沖洗系統，用以將一沖洗液體傳輸至該拋光墊的不同的一第三區域上。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該冷卻劑流體包含一液體。
  3. 如請求項2所述之裝置，其中該液體包含水。
  4. 如請求項3所述之裝置，其中該複數個開口配置成產生一霧化的噴灑。
  5. 如請求項1所述之裝置，其中該等開口佈置在一主體上，沿著該平台的一徑向軸具有一非均勻的密度。
  6. 如請求項1所述之裝置，其中該冷卻的流體包含一液體及一氣體。
  7. 如請求項6所述之裝置，進一步包含一或更多閥門及/或幫浦，以在傳輸至該拋光墊的該冷卻劑流體中控制該液體及該氣體的一混合比例。
  8. 如請求項7所述之裝置，其中該混合比例對各個開口為可獨立控制的。
  9. 一種化學機械拋光之方法，包含以下步驟：將一基板與一拋光墊接觸；在該拋光墊的一第一徑向區中將一拋光液體傳輸至該拋光墊上；在該拋光墊及該基板之間造成相對運動；以一沖洗液體沖洗該拋光墊的不同的一第二徑向區；藉由將不同於該拋光液體的一熱控制媒介及該沖洗液體在沿著相對於該基板的該拋光墊的一移動方向的一位置處傳輸至該拋光墊的不同的一第三徑向區上，提升或降低該拋光墊的該第三徑向區的一溫度，該位置在不同於該拋光液體和該沖洗液體被傳輸到該拋光墊的一位置處。
  10. 一種化學機械拋光裝置，包含：一平台，用以保持一拋光墊；一載具，用以在一拋光處理期間保持一基板抵靠該拋光墊的一拋光表面；一拋光液體分配器，具有一通口，該通口佈置在一拋 光液體手臂上，該拋光液體手臂在該平台上延伸，該通口用以將拋光液體傳輸至該拋光墊上；一沖洗系統，用以將一沖洗液體傳輸至該拋光墊；及一溫度控制系統，包括：在該平台上延伸的一加熱控制手臂及一加熱的流體的源及複數個第一開口，該複數個第一開口與該通口和該沖洗系統分開，該複數個第一開口定位在該平台上的該手臂上且與該拋光墊分開，且配置用於將該加熱的流體從該複數個第一開口直接流至該拋光墊上；及在該平台上延伸的一冷卻控制手臂及一冷卻劑流體的源及複數個第二開口，該複數個第二開口與該通口和該沖洗系統分開，該複數個第二開口定位在該平台上的該手臂上且與該拋光墊分開，且配置用於將該冷卻劑流體從該複數個第二開口直接流至該拋光墊上。
  11. 如請求項10所述之裝置，其中該溫度控制手臂藉由偏離該平台的一側的一底座來支撐。
  12. 如請求項10所述之裝置，其中該等開口經佈置使得流體在沿著該平台的一徑向軸交疊的區中分配。
  13. 如請求項10所述之裝置，其中該等開口沿著該平台的一徑向軸以一非均勻的密度佈置。
  14. 如請求項10所述之裝置，且其中該等開口 在與該拋光液體分配通口的一徑向位置相對應的一徑向區處以一較大密度佈置。
  15. 如請求項10所述之裝置，其中該開口之至少一者經配置使得從該開口噴灑的一中心軸相對於該拋光表面為一傾斜角度。
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