CN102119070B - 借助多区域研磨液输送的化学机械抛光 - Google Patents

Abstract

借助多区域研磨液输送来增强化学机械抛光或平坦化(CMP)。提供与工件相接触的抛光垫，并且多区域压板被置于邻近所述抛光垫，以促进研磨液输送。该压板包括多流体分配层，其中每一层都包括从流体源延伸到层上分配点的流体分配通道。每个流体分配层上的分配点均与抛光表面上的不同位置相对应，以由此在垫上生成多流体输送区域。

Description

借助多区域研磨液输送的化学机械抛光

技术领域

本文件大体涉及化学机械抛光/平坦化(CMP)。更具体地说，本文件涉及包括研磨液或其他流体的多区域输送的CMP装置和技术。

背景技术

化学机械抛光(CMP)是将材料从半导体晶片或其他工件中去除材料以生成平滑平坦表面的过程。通常，使用化学反应和机械力的结合来将材料从工件的前表面移除以由此生成平坦表面。在常规的CMP组件中，工件被固定在承载头中，以便需要进行抛光的表面显露出来。之后，工件的暴露表面被支撑成抵靠通常被安置到刚性压板的抛光垫或其他表面。通常，抛光研磨液被引入到抛光垫的抛光表面上，并且根据需要，工件和/或抛光垫相对彼此以线性的、圆环的、轨道的或其他的方式运动，从而抛光或平坦化工件的表面。

研磨液常常通过抛光垫中的一个或更多个孔洞被供给到抛光表面。这些孔洞通常经由共用输送线路从流体供给源接收流体。在许多实施方式中，歧管或类似的结构均衡了流向不同孔洞的各路径的流体阻力。虽然许多实施方式中出现的歧管结构针对多种用途是有利的，但此类结构的复杂设计可能产生某些限制和其他问题。具体而言，可以由任意特定歧管所支撑的孔洞的数量可能是相对受限的，由此会产生关于在抛光垫表面上分配研磨液和/或产生均匀流动的问题。

因此，所期望的是产生能够改进遍及抛光垫表面的研磨液输送的均匀性的抛光结构和技术。此外，通过下文中与附图和前述技术领域及技术背景相结合的详细说明和附加的权利要求，其他理想特征和特性将变得显而易见。

发明内容

在各种实施例中，使用多区域研磨液输送来增强工件的化学机械抛光或平坦化(CMP)。提供抛光垫以与工件相接触，而多区域压板被移置到接近抛光垫以促进研磨液输送。该压板包括多个流体分配层，其中每一层均包括从流体源延伸到层上的分配点的流体分配通道。每个流体分配层上的分配点均与抛光表面上的不同位置相对应，从而由此在抛光垫上生成多流体输送区域。

在其他实施例中，提供在工件的化学机械抛光中使用的压板。该压板包括第一流体分配层以及第二流体分配层，所述第一流体分配层包括从第一流体源向第一分配点径向延伸的第一通道，所述第二流体分配层包括从第二流体源向第二分配点径向延伸的第二通道，其中第二流体分配层进一步包括与第一流体分配层中的第一分配点相对应的孔洞。扩展层位于接近第二流体分配层，其中该扩展层包括与第二流体分配层中的孔洞相对应的第一通道孔洞以及与第二流体分配点相对应的第二通道孔洞。

在其他的实施例中，提供了使用压板对工件进行化学机械抛光的一种方法，该压板具有多个研磨液输送区域。该方法包括开始工件的化学机械抛光，以由此经由多个研磨液输送区域中的每一个向该工件提供研磨液，以及针对多个研磨液输送区域的每一个调整在所述工件的化学机械抛光期间经由研磨液输送区域所提供的研磨液的量。

附图说明

下面将结合下列附图对不同的实施例进行说明，其中同样的附图标记指示同样的元件，其中：

图1为具有多研磨液输送区域的示例性CMP设备的横截面示图。

图2为示出多研磨液输送区域的CMP设备的示例性压板组件的俯视图。

图3为提供多研磨液输送区域的CMP设备的示例性压板组件的分解图。

图4为用于研磨液输送的示例性扩展结构的俯视图。

图5为能够向多输送区域供给研磨液的示例性栓塞的透视图。

图6为能够向多输送区域供给研磨液的示例性栓塞的剖视图。

图7为示例性控制和输送系统的侧视结构图，其示出了向抛光垫的多区域的研磨液输送。

图8为使用多区域CMP设备来抛光工件的示例性流程的流程图。

具体实施方式

下文中的详细说明实质上仅是示例性的且并非旨在限制本发明或本发明的应用和使用。此外，前述技术领域、技术背景、内容说明或下文详细说明中所提出的任意明确或暗示性的任何理论均不用于限制。

根据各种示例性实施例，用于化学机械抛光/平面化的新结构和新技术被提出，其允许在抛光垫上产生大量研磨液输送“区域”。可以针对每个区域单独地提供并控制研磨液流体，以减少遍及抛光垫的研磨液流的变化或在抛光过程中将不同的流速输送到不同区域。在各种实施例中，多研磨液输送区域借助多层压板组件得以实施，该组件单独地从不同的供给线路向各区域分配研磨液。这样的结构较之现有结构，能够提供遍及抛光垫或工件表面的更好的研磨液覆盖。此外，通过向抛光压板或垫单独地提供和控制研磨液输送，可以使得研磨液输送率具有改良的均匀性并且/或者遍及抛光垫分配的抛光液的可用性可以在整个抛光垫的表面上得到调整，以更好地控制在抛光垫/工件界面的各点处所实现的径向偏航(sheer)。

这里首先阐明若干术语。例如，术语“抛光”和“平坦化”，尽管偶尔具有不同内含，但经常被本领域内的技术人员可交替地使用。为了简化说明，将遵从这样的普通用法，并且术语“CMP”可以同义地表达“化学机械抛光”或“化学机械平坦化”的意思。术语“抛光”和“平坦化”在本文中也将被可交替地使用。此外，惯用语“化学机械抛光/平坦化”和CMP旨在广泛地包括等同的技术，如电化学机械抛光(ECMP)，其在将材料从工件均匀移除方面可以具有相似的能力和/或需求。术语“流体”旨在包括任意液体、气体或其他能够流经通道的物质。流体的示例包括浆液、化学溶剂、蒸气、雾、空气或其他大气排气、混合流体、压力或真空气体或者任意其他液体、蒸汽和/或其他形式的材料。此外，术语“示例性”试图是示例的含义，其可以或可以不被看作是模型。这就是说，“示例性”的实施例仅被作为实施例的一个示例，其可以具有不用于这里所公开的任意数量的可替代和/或附加实施例或特征。

现在转到附图，图1显示了示例性CMP设备100，该设备100包括经由轴104连接到承载头106的主轴组件102。承载头106被设计用来接收晶片或其他工件108，以及用来在平坦化过程中抵靠抛光垫110或其他表面来支撑工件108。在各实施例中，轴104以横向方式(例如，沿如图1所示的竖直方向)延伸和缩回从而向工件108的背面施加压力，借此迫使工件108抵靠抛光垫110。在等效的实施例中，工件108保持在近似恒定位置，而抛光垫110由电动机/轴设置或其他结构来移置，以借此在抛光垫110和工件108的前表面之间产生压力。通常，主轴组件102中的电动机或其他结构旋转轴104和承载头106，以在工件108和抛光垫110之间产生旋转运动。在各种实施例中，主轴组件102还根据需要使得工件108相对于抛光垫110产生抖动、摆动或其他运动。

压板组件112机械地支撑抛光垫110，并且在许多实施例中向抛光垫110与工件108之间的抛光界面供给研磨液。压板112可以可选择地包括多层流体输送系统，其中提供了研磨液供给和/或排出孔洞或通道以用来向抛光垫110的上表面输送研磨液并/或从抛光垫110的上表面移除研磨液。在常规的抛光操作期间，抛光垫110以旋转和/或轨道运动的方式围绕压板轴线125运动，同时承载头106使晶片21围绕承载头轴线123旋转。在典型的CMP过程中，承载头轴线123偏移离开压板轴线125一定距离，该距离通常被称作上-下头偏置。此外，在各种实施例中，整个压板组件112可以根据需要围绕承载头轴线123或另一点做轨道运动。这种轨道运动可以由臂114或将压板组件112联接到电动机或相似物的其他结构来提供。

在抛光过程中，研磨液通过压板112被输送到一个或更多个抛光区域115、116、117、118，下文将对此进行更充分的说明。图1以侧视图形式显示了各示例性区域115-118，而图2以俯视图的形式显示了相同的示例性区域115-118。在图1和图2中所示的示例中，四个示例性区域115、116、117和118被显示为同心环形区域。然而在其他实施例中，可以提供任意数量的区域115-118，其中每个区域相对于其他区域采用任意形状或尺寸。在某些实施例中，例如，有利的是提供与工件108的外围相符合的大量相对狭窄的区域，这是因为这将在平坦化过程中提供对于边缘条件的额外控制。研磨液输送区域115-118可以例如被关联于承压区域，或者被设计成减轻由于边缘烧蚀和/或其他效应而产生的抛光不均匀性。图1-2中所示的等效实施例可以因此提供任意数量的可独立控制的研磨液输送区域115-118，其可以以任意同心或非同心方式被成形并且根据所期望的规则或不规则的设计被设定尺寸。

研磨液可以以任意形式从抛光垫110的表面排出。在各种实施例中，抛光垫110的抛光表面提供了一组凹槽或其他地形特征，以在平坦化过程中分配遍及抛光垫110的表面的研磨液流体。这些特征以及工件108与抛光垫110之间相对运动的运动学能够在抛光过程中以任意所期望的方式有效地引导研磨液微粒的运动。抛光垫110和/或压板112中也可以提供有排出孔洞或其他通道，用于重获废研磨液。在美国No.6,918,824号专利中描述有流体分配系统的示例，该流体分配系统提供了对于遍及抛光垫110表面的相对均匀的流体分配以及流体排出，不过任何其他的流体分配和/或排出技术可以等同地应用于其他实施例中。

在CMP设备的运转中，研磨液可以被独立地控制，用于向每一个区域中输送，从而由此允许研磨液流基本一致地遍及工件108与抛光垫110之间的界面，或者相对于任意其他区域中的研磨液流调整一个或更多个区域115-118中的研磨液流动。例如，可以使用数字微处理器、微控制器或类似物来控制研磨液流，以根据需要独立地调整向一个或更多个区域115-118的研磨液流动速率。研磨液流可以以任意方式被控制。在各种实施例中，例如，公共研磨液输送线路可以通过针对每个区域的独立阀门、孔或其他类型的固定或可变的限流器。在其他实施例中，多研磨液输送线路可以被提供给两个或更多个区域，其中每条输送线路均具有其自身的流量控制器。用于执行多区域研磨液输送的各种技术和结构将在下文中得到更完整的说明。

在图3所示的示例性实施例中，例如，一种堆叠式多层压板组件112适当地包括基底或支撑层302、适当数量的流体分配层310、320、330以及扩展层340。堆叠式组件112被提供于接近抛光垫110，以向其分配研磨液或其他流体。在各种实施例中，如将在下文中得到更完整说明的，压板112还包括中心栓塞352。

基底或支撑层302酌情是能够支撑所述流体分配层310、320、330的任意结构。图3中所示的层302包括任意数量的孔洞303，以用于容纳研磨液排出以及放置涡电流探针、端点探测探针和/或类似件。层302还包括能够容纳栓塞352的中心孔洞304。在各种实施例中，不存在基底层302，并且堆叠式压板组件112中的第一层酌情包括流体分配通道或其他结构。

每个流体分配层310、320、330均包括适当的流体分配通道312、322、332，以将来自流体源(例如，栓塞352)的研磨液或其他流体(分别地)分配到一个或更多个流体分配点317、327、337。通道312、322、332体现为在流体分配层310、320、330中具有引导研磨液或其他流体的能力的任意种类的凹槽、管道或其他通道。虽然图3显示了构成在层310、320、330的相对“顶”表面中的各种通道，不过等效实施例可以包括位于层的相反侧中的凹槽或其他通道，或者甚至于包括构成在层的内部内的管道。此外，在任意流体分配层310、320、330中形成的通道可以与在相邻层中形成的流体源、通道和/或任意其他结构相配合，从而以任意方式朝向所期望的抛光区域引导流体。

流体分配层310、320、330可以采用任意形状或尺寸。在图3所示的实施例中，流体分配点317、327、337简单地体现为分配通道312、322、332的端点。在许多实施例中，这些端点可以是用于分配从流体分配层离开并朝向抛光垫110的研磨液或其他流体的主要点。每个流体分配层310、320、330还包括任意数量的孔洞或其他通道，以容纳从下级各层的流体分配点317、327、337向抛光垫110的流动，并且酌情容纳流体排出、探针放置和/或其他因素。例如，所示的层320具有与层310上的分配点317相对应的孔洞325。与此相似，所示的层330具有与层310上的分配点317相对应的孔洞335，以及与层320上的分配点327相对应的孔洞336。此外，每个层310、320、330通常在中心位置或其他适当的位置(分别地)包括孔洞314、324、334，以容纳流体源352，如将在下文中得到更完整说明的。

图3中所示的每个流体分配层310、320、330对应于一个或更多个输送区域115-118，如图1-图2中所示的那些。层310例如包括到分配点317的流体通道312，该通道312通常延伸更远离流体源314并且更靠近压板112的外缘。与此相反，层330包括流体通道332，其延伸到被定位成更靠近中心流体源344且更远离压板112的外缘的分配点337。层320包括向分配点327延伸的流体通道322，该分配点327按照压板112上距流体源352的距离大致位于通道317和通道337之间中途，该流体源352在此示例中近似位于压板112的中心。而后，提供给压板112的每层310、320、330的流体最终被提供到抛光垫110上的相关区域。例如可以通过增加提供给层310的流体来增加被提供到抛光垫110的相对外缘的流体量。与此相似，被提供给层310的流体量可以被减小以减少出现在抛光垫110的相对外缘上的流体量。

扩展层340同样包括任意数量的孔洞或其他通道，以容纳来自下级流体分配层310、320、330中每一层的流体。层340还可以包括额外的孔洞或其他通道343以酌情容纳探针放置、流体排出和/或其他特征。尽管图3中未显示，不过扩展层340还可以包括分配扩展通道，如下文将结合图4说明的，以进一步改善遍及抛光垫110表面的研磨液或其他流体的分配及散布性。

而后，在运行中，提供给每层310、320、330的流体最终酌情分配到抛光垫110的特定区域。提供到层310的流体例如通过通道312从源314向外径向地分配向分配点317。而后，流体从点317经过层320中的孔洞325、层330中的孔洞335以及层340中的孔洞345从而最终到达抛光垫110。与此相似，提供到层320的流体通过通道322从源324向外径向地分配向分配点327；而后，此流体通过层330中的孔洞336以及层340中的孔洞346被引导向抛光垫110。层330中的通道332类似地将在源334处提供到层330的流体通过通道332引导到分配点337，并且层340中的孔洞347将该流体引导向抛光垫110。流体酌情通过由孔洞303、313、323、333和343构成的通道从抛光垫110中排出。

虽然图3所示的示例性实施例显示了与抛光垫上的三个区域(例如，图1中所示的区域315-318)相对应的三个流体分配层310、320、330，不过可以通过增加或减少一个或更多个流体分配层来提供任意数量的区域。此外，一个或更多个层上的流体分配点的数量和位置在其他实施例中可以被向上或向下调整，并且当然在单个实施例的多层之间这样的数量和形状可以进行变化。因此，可以在不背离多区域传输的一般性概念的情况下，对图3中所示及这里所述的常规结构进行许多改变。

流体分配可以通过在扩展层340中包括额外分配特征而得以进一步改善。现在参照图4，扩展结构400适当地包括任意数量的扩展通道404、405、406、407、408、409，它们中的每一个都从中心点402(分别地)延伸向分配点410、411、412、413、414、415、416、417、418。在各种实施例中，中心点402与一个或更多个通道孔洞(例如图3中所示的孔洞345、346、347)相对应，所述孔洞从一个或更多个下方流体分配层310、320、330接收流体。而后，每个通道404-409适当地引导通过通道孔洞345-347所接收的流体，以覆盖抛光垫110(图1和图3)的更大的表面。分配点410-418不需要如图4中所示的是扩大的区域；相反地，这些点410-418可以酌情仅体现为通道404-409的端点。需要注意的是，与结构400相似的结构可以可替换地被提供到每个流体分配层310、320、330上，不过这通常需要构成额外的通道孔洞345-347以达成等效的流体分配。还需要注意的是，结构400的整体布局在其他实施例中可以是根本不同的；例如可替换实施例可以具有少到一个或多至二十个或更多的发源于任意中心点402的通道，而不是六条扩展通道404-409。如图4所示，各种通道404-409不需要等距地相互间隔开并且不需要具有相同的长度。出于此原因，“中心点”402并非必须定位在结构400的几何“中心”上，而是可以如特定实施例所确定的被定位在任意便利的点上。还需要注意的是，如图4所示扩展通道404-409不需要是直的，而是可以弯曲或其他方式成形，以允许流体分配遍及抛光垫110的表面。流体可以例如在孔洞343-344周围被布线，或被输送到抛光垫110的很难借助下方通道孔洞通达的区域。因此，图4中所示的示例性结构400可以被设置成许多不同的方式，以执行多样的等效实施例。

现在转到图5，其中显示了适合用作压板112中流体源352(图3)的示例性栓塞。栓塞352适当地通过任意数量的配件502、504、506、508接收流体，其中每个配件将流体提供到一个或更多个流体分配部段509、510、512。在各种实施例中，每个部段509、510、512均包括内沟槽，所述沟槽将配件502-508中的一个与一个或更多个孔518、520、522互连起来，所述孔作为供给各分配通道(如图3中所示通道312、322、332)的流体源，这些通道酌情与每个流体分配层310、320、330相关联。

在图5所示的实施例中，每个配件502-508均是能够接收到达流体供给的供给线路或其他连接件的独立配件。通过控制所供给流体的量和/或供给线路中所提供流体的流动速率，最终被提供到每个区域115-118(图1)的流体的量可以如所预期的得到控制。每个配件502-508均可以被设计成任意方便的形式并且使用任意适合的材料(例如，铝、钛或其他金属)。在各种实施例中，每个配件502-508均包括用于接收管或其他流体分配线路的带倒钩的末端，以及能够如所期望地插入到栓塞352中的倒锥形或其他适当形状的末端。在各种实施例中，每个配件502-508均经由套管或其他接收构件被连接到栓塞组件352，如下文将更全面地说明的。可替换地，每个配件502-508均可以以任意方式与栓塞352模制或整体成型在一起。

部段509、510、512可以使用任意方便的材料以任意方式类似地被成形、。在各种实施例中，部段509、510、512以铝、钛或其他金属模制或其他方式成形而成，不过其他材料如塑料、陶瓷、碳纤维和/或类似物也可以被等同地使用。设计为多部段，以便孔518、520、522酌情与相应的分配通道312、322、332相对齐。需要注意的是，尽管图5显示的栓塞352为圆形，不过可替换实施例可以采用任意其他的形状或尺寸。各部段509、510、512可以以任意方式相互连接和/或连接到配件502-508，例如借助任意种类的粘合剂或其他粘结方式。

图6显示了栓塞352的剖视图，图中包括有关于内部流体分配特征的附加细节。现在参照图6，所显示的每个部段509、510、512均(分别地)具有通道604、606、608，这些通道从流体输送配件(例如，配件602)延伸到栓塞352外表面上的孔518、520、522。在图6所示的剖面图中，输送到特定区域(例如，区域115-118中的任意区域)的流体通过配件502输送到通道604，该通道604进而连接到栓塞352外面上的孔518。类似地，通道606和通道608分别从配件504和/或配件506延伸向孔520和孔522。图6还显示了有助于配件502插入到栓塞352中并与之联接的可选套管602。在各种实施例中，各部段509、510、512借助任意适当的粘合剂(例如，防止流体从通道604、606、608中泄露的粘合剂)连接在一起，如借助任意类型的聚合物粘合剂或相似物。栓塞352也可以成形为带有一个或更多个通孔(例如孔洞610)，其纵向地延伸穿过栓塞352以允许螺栓、螺钉或其他固定构件酌情将栓塞352连接到压板组件112内(图3)。

于是，研磨液或其他流体在操作中能够以任意方式遍及垫110的抛光表面被提供到若干流体分配区域115-118。如图7中所描绘的示例性实施例中所示，流体被从储存箱或其他供给715经由任意数量的阀门或其他流体控制件710、712、714提供到抛光垫110，其中所述阀门或控制件分别通达到供给线路732、734、736。这些供给线路732、734、736连接到栓塞352中的配件502、504、506，这又将流体(分别地)提供到分配层310、320、330的通道332、322、312。而后，流体通过各分配层320、330中的通道孔洞流到扩展层340，在此各扩展结构400A-F增大了每个区域的覆盖面积。在图7中所示的示例性实施例中，由供给线路732所提供的流体最终供给抛光垫110上的区域1168。与此相似，来自供给线路734和供给线路736的流体分别供给区域117和区域118。

通过调整供给线路732、734、736中流体的流动量(或等同的流体流动速率)，于是，分配到每个区域116、117、118的流体的量可以被独立调整。用于控制流体控制的一种技术包括：使用数字控制器722，这种控制器酌情可以是任何微处理器、微控制器、可编程逻辑和/或其他控制装置。在各种实施例中，控制器772包括(或通信于)数字存储器、输入/输出和类似物，以针对晶片或其他工件108(图1)的抛光/平坦化通过任意所期望的方式实施任意适当的控制方案。具体而言，控制器722可以包括输入/输出针脚或类似物，其能够向流体控制件710、712、714分别提供控制信号716、718、720。在各种实施例中，控制信号716、718、720仅是数字或模拟信号，该信号可以被用来分别控制供给线路732、734、736中的流体流动率。在一个实施例中，流体控制器710、712、714是响应所接收的数字信号(例如，信号716、718、720)打开和闭合的数控阀门。通过控制所使用信号的占空比，于是(例如，以与脉冲编码调制(PCM)相类似的方式)，阀门所允许的流体流动速率可以被控制。例如，信号716上60％的占空比能够导致阀门710在任意特定时间周期中的60％保持打开。该特定时间可以是几分之一秒到若干秒的范围的任意时间段，不过其他实施例可以与这些参数不同。增大或减小信号716的占空比将具有增大或减小通过供给线路732的流体流动速率的效果。通过供给线路734、736的流体流动速率可以通过分别调整信号718、720的占空比来被等效地调整。

在各种实施例中，一个或更多个涡电流探针702和/或端点探测探针704也可以存在于压板组件112内。在这样的实施例中，每个探针702、704通常(分别)向控制器722提供数据报告信号706、708。这样的信息可以以任意方式被使用；从一个或更多个涡电流探针704所接收的数据706，例如可以被用来调整提供到一个或更多个区域116-118的流体的量。这样的调整可以被用来，例如增大或减小抛光垫的任意部分中的剪切摩擦力，减少打滑影响(hydroplane effects)，和/或出于任意其他目的。光学或其他端点探测器704也可以被提供用来生成数据708，该数据708能够辅助控制器722确定何时完成抛光/平坦化，或者用来识别遍及工件108的表面的不均匀性。探针702和探针704可以以任意方便的方式安装在压板112内；在各种实施例中，各层302、310、320、330、340可以包括孔洞或其他凹陷以容纳任意尺寸的探针702、704。在某些实施例中，探针套管也可以被提供用来酌情与压板组件112配合。

因此，控制器722可以以任意方式控制流体从供给715到垫110的流动。在各种实施例中，控制器在抛光/平坦化过程中酌情调整提供到区域116、117、118的流体的量，从而产生所期望的结果。控制器722还可以提供一个或更多个控制信号724，其能够被用来调整施加到垫110或垫110的任意部分的压力。在各种实施例中，施加到每个区域116-118的压力可以与提供到区域116-118的流体的量相协调。在提供这样特征的实施例中，压力可以从工件108的任意一侧被施加(例如，通过承载头106和/或压板112)。控制器722还可以酌情将输出信号726提供到系统控制器或输出设备。

现在最后参照图8，用于在工件108(图1)上实施化学机械抛光/平坦化的示例性流程800适当地包括如下大体步骤，即开始工件的化学机械抛光，以由此通过每个流体输送区域将流体提供到工件(步骤802)，并且针对每个流体输送区域调整经由该输送区域被提供的流体的量(步骤810)。流程800可以以任意方式实施。在各种实施例中，流程800的各步骤以计算机可执行指令来执行，所述指令被储存在存储器或其他存储媒质中并且在数字计算机系统(如图7中所示的控制器722)上执行。图8中所示的各流程步骤是作为一个示例性流程的部分被实施的简单逻辑步骤；实际上，这些步骤可以被以任意方式不同地组织、不同地安排、补充或其他方式修改。特别地，各流程步骤不必须如图8中所述时间顺序实施。

化学机械抛光/平坦化的启动以任意方式发生(步骤802)。在各种实施例中，研磨液或其他流体最初被输送到垫110上的各区域115-118中的每个(图1)，并且工件108和/或垫110的相对运动以任意轨道的、旋转的和/或其他方式开始。在抛光过程中，提供到各区域115-118中每个区域的流体的量(步骤804)可以以任意方式被调整。在图8所示的示例性实施例中，针对每个区域基于所接收和/或所计算的数据来调整流体流(步骤810)。步骤806，例如反映了，数据可以从任意类型的探针(例如，图7中的探针702、704)被接收，并且此数据(例如，数据706、708)可以以任意方式被处理。如果在垫110的特定区域中观察到存在大量的涡电流，则例如提供到这一区域的流体可以被减少(或被调整)直至电流减小。

特定的流体流动的量或速率可以以任意方式被计算或以其他方式被应用(步骤808)。在各种实施例中，在抛光的开端处设置标称的流动速率，且酌情向上或向下调整流动。流动速率可以表现或建立为任意方式。在示例性实施例中，所期望的流动速率借助常规的数据处理技术被算术地计算出来，并且结果值在之后被转换为可以被应用作为控制信号716、718、720(图7)的适当表示法或能够实现对流体流动的实际调整的类似表达(步骤810)。上述的PCM技术，例如可以被用来打开和闭合常规的数字阀门并由此调整提供到抛光垫110的任意特定区域115-118的流体流动速率。在任意数量的可替换实施例中，其他译码或实施方案可以通过公式表达。

如上所述，施加在一个或更多个区域115-118(或施加到整个垫110)的压力可以以任何形式被调整(步骤812)。在各种实施例中，压力可以独立地施加到每个可控区域115-118，这样每个区域115-118便可以具有与所供给流体相结合地被控制的被施加压力。压力和流体流动可以以任意形式相互关联；流体流动可以例如随压力增大而增大，或酌情被调整。

总的来说，提供了用于执行化学机械抛光/平坦化的新系统、设备和方法。通过提供能够各自独立被控制的若干流体输送区域，可以获得改善的表面均匀性和/或提供额外的性能增强。

虽然前文的详细说明中已经提出了至少一个示例性实施例，但应被意识到的是，尚有大量的变体存在。还应被意识到的是，一个或多个示例性实施例只是示例，并且并非旨在以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。相反，上文详细的说明为本领域的技术人员提供了执行一个或多个示例性实施例的方便的路线图。应被理解的是，在各元素的功能和布置上可以做出各种改变，这无需背离所附权利要求及其法定等同物中所阐明的本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于抛光工件的化学-机械抛光设备，该设备包括：

具有抛光表面的抛光垫，该抛光垫被构造成接合所述工件，其中所述抛光垫包括多个流体输送区域，所述多个流体输送区域包括第一流体输送区域和第二流体输送区域；以及

压板，其从与所述抛光表面相反的所述抛光垫的一侧支撑所述抛光垫并且将流体提供给所述流体输送区域中的每一个，其中所述压板包括公共流体源和多个流体分配层，其中每个所述流体分配层均被设置成平行于其他流体分配层和所述抛光垫，其中所述多个流体分配层包括：

第一流体分配层，其具有从所述公共流体源延伸到所述第一流体分配层上的第一分配点的第一流体分配通道，该第一分配点对应于所述抛光垫上的所述第一流体输送区域；以及

第二流体分配层，其位于所述第一流体分配层和所述抛光垫之间，所述第二流体分配层具有从所述公共流体源延伸到所述第二流体分配层上的第二分配点的第二流体分配通道，该第二分配点对应于所述抛光垫上的不同于所述第一流体输送区域的所述第二流体输送区域，并且其中所述第二流体分配层包括至少一个孔洞，所述至少一个孔洞允许流体从所述第一流体分配层上的所述第一分配点穿过所述第二流体分配层朝向所述抛光垫上的所述第一流体输送区域。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一和第二流体分配层相互堆叠。

3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括第三流体分配层，其插入所述第一和第二流体分配层，其中所述第三流体分配层具有从所述公共流体源延伸到所述第三流体分配层上的第三分配点的第三流体分配通道，该第三分配点对应于所述抛光垫上的不同于所述第一和第二流体输送区域的第三流体输送区域，并且其中所述第三流体分配层包括第一孔洞，所述第一孔洞允许流体从所述第一流体分配层上的所述第一分配点穿过所述第三流体分配层朝向所述第二流体分配层内的所述孔洞朝向所述抛光垫上的所述第一流体输送区域，并且其中所述第二流体分配层包括第二孔洞，所述第二孔洞允许流体从所述第三流体分配层上的所述第三分配点穿过所述第二流体分配层朝向所述抛光垫上的所述第三流体输送区域。

4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述公共流体源包括被构造成被插入到所述压板内的栓塞。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述栓塞包括多个流体分配部段，其中所述多个部段中的每一个均包括与所述流体分配层中的一个流体分配层的流体分配通道相对应的孔。

6.根据权利要求5所述的设备，其中，每个所述流体分配部段均包括与所述孔流体连通的内部通道。

7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述栓塞进一步包括多个配件，每个配件都具有中心通道，该中心通道将所述流体分配部段中的一个流体分配部段的内部通道连接到多个流体分配线路中的一个流体分配线路。

8.根据权利要求7所述的设备，进一步包括控制器，其被配置用来调整由所述多个流体分配线路中的每一个所提供的流体流动。

9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压板进一步包括被移置到所述多个流体分配层与所述抛光垫之间的扩展层，其中所述扩展层包括多个通道孔洞，每个通道孔洞都与所述流体分配层的分配点中的一个分配点相对应。

10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述扩展层进一步包括从每个所述通道孔洞向外径向延伸的多个扩展通道。

11.一种在化学-机械抛光机中使用的压板，其中该抛光机通过使用具有多个流体输送区域的抛光垫来抛光工件，所述多个流体输送区域包括第一流体输送区域和第二流体输送区域，所述压板包括：

第一流体分配层，其包括从第一流体源向第一分配点径向延伸的第一通道，所述第一分配点对应于所述抛光垫上的所述第一流体输送区域；

第二流体分配层，其接近所述第一流体分配层且被构造成在操作期间被置于所述第一流体分配层和所述抛光垫之间，其中所述第二流体分配层包括从第二流体源向第二分配点径向延伸的第二通道，所述第二分配点对应于所述抛光垫上的所述第二流体输送区域，其中所述第二流体分配层进一步包括被构造成从所述第一流体分配层中的所述第一分配点接收流体的孔洞；以及

扩展层，其接近所述第二流体分配层且被构造成在与所述第一流体分配层相反的所述第二流体分配层的一侧上被置于所述第二流体分配层和所述抛光垫之间，其中所述扩展层包括与所述第二流体分配层中的所述孔洞相对应的第一通道孔洞以及与所述第二分配点相对应的第二通道孔洞从而分别接收由所述第一和第二流体分配层提供的流体并且在所述压板操作期间分别将流体分配到所述抛光垫的所述第一和第二流体输送区域。

12.根据权利要求11所述的压板，其中，所述第一流体分配层和所述第二流体分配层适于接收提供所述第一流体源和所述第二流体源的栓塞。

13.根据权利要求12所述的压板，其中，所述栓塞包括第一层和第二层，其中所述第一层被配置用来将流体从第一配件输送到所述第一流体源而所述第二层被配置用来将流体从第二配件输送到所述第二流体源。

14.根据权利要求11所述的压板，其中，所述扩展层进一步包括从所述第一和第二通道孔洞中的每个向外径向延伸的多个扩展通道。

15.工件的化学-机械抛光方法，该方法包括：

使用包括抛光垫和压板的化学机械抛光机开始所述工件的化学-机械抛光，其中所述抛光垫包括多个流体输送区域，并且所述压板包括多个流体分配层，所述多个流体分配层至少包括第一流体分配层和第二流体分配层，其中所述第二流体分配层被置于所述第一流体分配层和所述抛光垫之间，其中所述第一流体分配层将流体输送到所述抛光垫上的所述流体输送区域中的第一流体输送区域，并且所述第二流体分配层将流体输送到所述抛光垫上的所述流体输送区域中的第二流体输送区域，并且其中所述第二流体分配层具有孔洞，该孔洞允许流体从所述第一流体分配层流过所述第二流体分配层朝向所述抛光垫的所述第一流体输送区域；

经由所述多个流体分配层中的每一个从公共流体源向所述工件提供流体；以及

针对所述多个流体输送区域中的每一个，通过控制从所述公共流体源向所述压板的与该流体输送区域相关联的层提供的流体量来调整向所述流体输送区域提供的流体量，其中这种调整发生于所述工件的化学机械抛光期间。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，提供给所述多个流体输送区域中的每一个流体输送区域的流体量独立于被提供给其他流体输送区域的流体量而被调节。

17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括停止在所述流体输送区域中的至少一个中的流体输送，同时继续在所述流体输送区域中的至少另一个中的流体输送。

18.根据权利要求15所述的方法，其中，经由所述多个流体输送区域中的至少一个流体输送区域所提供的流体量响应于接收自探针的数据而被调整。

19.根据权利要求15所述的方法，其中，经由所述多个流体输送区域中的至少一个流体输送区域所提供的流体量与所施加的压力相结合地被调整。

20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在所述工件的化学-机械抛光期间调整被施加到所述多个流体输送区域中的至少一个的压力。

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