CN114952594A - 抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法 - Google Patents

Abstract

本公开的各种实施例是针对一种化学机械抛光(CMP)系统，所述化学机械抛光(CMP)系统包括第一CMP头及第二CMP头。第一CMP头被配置成保持工件，且包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件。第二CMP头被配置成保持工件。第二CMP头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件。跨及第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。

Description

抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法

技术领域

本发明实施例涉及一种抛光系统及用于工件的化学机械抛光的方法。

背景技术

半导体集成电路(integrated circuit，IC)行业已经历快速增长。IC材料及设计的技术进步已生产出几代IC，其中每一代具有比前一代更小且更复杂的电路。然而，这些进步增加了处理及制造IC的复杂性，且为实现这些进步，IC处理及制造出现了发展。举例来说，已实施例如化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)工艺等平面化技术来对晶片或位于晶片之上的一层或多层特征进行平面化，以便减小晶片的厚度、从经处理表面移除过量的材料或为后续制造工艺准备经处理表面。

发明内容

根据本发明的实施例，一种化学机械抛光(CMP)系统包括：第一CMP头，被配置成保持工件，其中所述第一CMP头包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件；以及第二CMP头，被配置成保持所述工件，其中所述第二CMP头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件，其中跨及所述第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及所述第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。

根据本发明的实施例，一种用于执行抛光工艺的抛光系统包括：第一抛光设备，包括第一台板及第一化学机械抛光(CMP)头，其中所述第一CMP头被配置成对工件的待抛光表面执行第一CMP工艺，其中所述第一CMP头包括多个第一同心压力元件及在侧向上包围所述多个第一同心压力元件的第一环形保持环；第二抛光设备，包括第二台板及第二CMP头，其中所述第二CMP头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第二CMP工艺，其中所述第二CMP头包括多个第二同心压力元件及在侧向上包围所述多个第二同心压力元件的第二环形环，其中所述多个第二同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件的宽度；表面测量设备，定位于所述第一台板及所述第二台板上，其中所述表面测量设备被配置成在执行所述第一CMP工艺及所述第二CMP工艺的同时实时测量所述工件的所述待抛光表面的平面度，其中在所述第二CMP工艺期间由所述多个第二同心压力元件施加的压力是基于在所述第一CMP工艺之后所述待抛光表面的所测量的所述平面度；以及运输设备，被配置成在所述第一抛光设备与所述第二抛光设备之间运输所述工件。

根据本发明的实施例，一种用于工件的化学机械抛光(CMP)的方法包括：利用第一CMP头对所述工件的前侧表面执行第一CMP工艺，所述第一CMP头具有跨及所述第一CMP头的多个第一压力元件的第一分布；测量所述工件的所述前侧表面的平面度；以及利用第二CMP头对所述工件的所述前侧表面执行第二CMP工艺，所述第二CMP头具有跨及所述第二CMP头的多个第二压力元件的第二分布，其中由所述多个第二压力元件施加的压力是基于所述工件的所述前侧表面的所测量的所述平面度，且其中所述第二分布不同于所述第一分布。

附图说明

结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并未按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。

图1A到图1C示出化学机械抛光(CMP)系统的各种图的一些实施例，所述化学机械抛光(CMP)系统包括分别具有多个压力元件的第一CMP头及第二CMP头。

图2A到图2B示出工件的俯视图的一些实施例，所述工件布置有近接于所述工件的多个压力元件。

图3A示出多个曲线图的一些实施例，所述多个曲线图阐述在图1A到图1C所示CMP系统的操作期间第一CMP头及第二CMP头的移除速率(removal rate)。

图3B示出工件的布局图的一些实施例，所述工件布置有近接于所述工件的多个压力元件。

图3C示出工件的布局图的一些实施例，所述工件设置有跨及所述工件的多个同心压力区带。

图4示出具有CMP头的抛光设备的方块图的一些实施例。

图5示出多个CMP头的剖视图的一些实施例。

图6示出根据图5所示所述多个CMP头的一些替代性实施例的多个CMP头的剖视图的一些实施例。

图7示出CMP系统的方块图的一些实施例。

图8示出使用多个CMP头对工件的待抛光表面进行抛光的方法的一些实施例。

图9到图14示出结构的一些实施例的剖视图，其示出图8所示方法。

具体实施方式

本公开提供用于实施本公开的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中在第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是出于简单及清晰的目的，且自身并不表示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为易于说明，本文中可使用例如“在……之下(beneath)”、“在……下方(below)”、“下部的(lower)”、“在……上方(above)”、“上部的(upper)”及类似用语等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。除图中所绘示的取向以外，所述空间相对性用语还旨在囊括器件在使用或操作中的不同取向。装置可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文所使用的空间相对性描述语可同样相应地加以解释。

此外，为易于说明，本文中可使用“第一”、“第二”、“第三”等来在一个图或一系列图的不同元件之间作出区分。“第一”、“第二”、“第三”等不旨在阐述对应的元件，而仅是一般识别符。举例来说，结合第一图所述的“第一介电层”可能未必对应于结合一些实施例所述的“第一介电层”，而是可对应于其他实施例中的“第二介电层”。

根据一些化学机械抛光(CMP)系统，台板被抛光垫覆盖且被配置成旋转所述抛光垫。抛光头布置在抛光垫之上，且被配置成支撑及旋转工件。抛光头包括跨及抛光头的同心压力区带设置的多个压力元件。所述多个压力元件被配置成利用变化的力将位于工件的前侧上的对应同心表面按压到抛光垫中。位于工件的前侧上的这些同心表面可称为待抛光工件表面。可调整所述多个压力元件的压力，以便实现所期望工件厚度。浆料(slurry)分布系统包括布置在抛光垫之上的一个或多个喷嘴，且被配置成通过喷嘴向抛光垫提供浆料。浆料包括化学组分及研磨组分。由于按压力及浆料，工件的待抛光表面经历化学抛光及机械抛光。

前述CMP系统的一个挑战是，所述多个压力元件可能无法跨及对应的同心压力区带均匀地分布压力。此部分地可归因于压力元件的处理工具限制，且导致工件的对应于同心压力区带的待抛光表面的厚度变化。举例来说，由CMP头的第一压力元件施加的压力在第一同心压力区带的中心区中可能比在第一同心压力区带的外围区中大。因此，相依于所施加的压力，工件的前侧的位于相邻同心压力区带之间的区域可能经受或多或少的抛光，进而使得工件的这些区域具有并非所期望的不同工件厚度。此可能导致工件具有不良的工件厚度均匀性及显著大的总厚度变化(total thickness variation，TTV)(例如，大于约0.35微米(um))。显著大的TTV可能会在后续处理步骤中引起例如蚀刻不足、不良接合界面等问题，所述问题可能导致器件故障和/或改变设置在工件上/之上的电子器件的电性质。

本申请的各种实施例是针对一种改善的CMP系统以及一种用于对工件进行抛光以改善工件厚度均匀性的相关联方法。所述CMP系统包括被配置成对工件执行第一CMP工艺的第一CMP头及被配置成对工件执行第二CMP工艺的第二CMP头。第一CMP头包括在第一压力控制板上跨及多个第一同心压力区带进行分布的多个第一压力元件。此外，第二CMP头包括在第二压力控制板上跨及多个第二同心压力区带进行分布的多个第二压力元件。所述多个第一压力元件跨及第一压力控制板的分布不同于所述多个第二压力元件跨及第二压力控制板的分布。

在CMP系统的操作期间，第一CMP头对工件执行第一CMP工艺，以实现所期望工件厚度。因此，相依于所施加的压力，工件的位于所述多个第一同心压力区带中的相邻同心压力区带之间的区域可能经历或多或少的抛光。工件的这些区域具有并非所期望的不同工件厚度，进而使得工件在第一CMP工艺之后具有显著大的TTV(例如，大于约0.35um)。随后，第二CMP头对工件执行第二CMP工艺。由于所述多个第二压力元件具有与所述多个第一压力元件不同的分布，因此第二CMP头被配置成补偿在第一CMP工艺期间实现的非期望工件厚度。举例来说，所述多个第二压力元件中的每一压力元件可在位于所述多个第一压力元件中的相邻压力元件之间的区域之上连续地延伸。因此，第二CMP头可补偿工件的位于所述多个第一同心压力区带中的所述相邻同心压力区带之间的区域中的非期望工件厚度。此部分地导致工件具有更精确的平面化，进而使得工件在第二CMP工艺之后的TTV是显著小的(例如，小于约0.3um)。

图1A到图1C示出化学机械抛光(CMP)系统100的各种图的一些实施例，化学机械抛光(CMP)系统100包括第一CMP头106及第二CMP头114。图1A示出CMP系统100的一些实施例的示意图。图1B示出第一CMP头106的一些实施例的剖视图。图1C示出第二CMP头114的一些实施例的剖视图。

CMP系统100包括第一抛光设备102，第一抛光设备102包括第一台板104及第一CMP头106。第一CMP头106附接到在第一台板104之上延伸的第一支撑臂108的第一端部，且第一支撑臂108的第二端部锚固在与第一台板104相邻的点处(例如，锚固到CMP系统100的壳体)。第一CMP头106被例如配置成当工件105定位在第一台板104上时对工件105(例如，半导体晶片)执行第一CMP工艺。在此种实施例中，在第一CMP工艺期间，工件105定位在第一CMP头106与第一台板104之间。此外，第二抛光设备110在侧向上相邻于第一抛光设备102且包括第二台板112及第二CMP头114。第二CMP头114附接到在第二台板112之上延伸的第二支撑臂116的第一端部，且第二支撑臂116的第二端部锚固在与第二台板112相邻的点处(例如，锚固到CMP系统100的壳体)。第二CMP头被例如配置成当工件105定位在第二台板112上时对工件105执行第二CMP工艺。在此种实施例中，在第二CMP工艺期间，工件105定位在第二CMP头114与第二台板112之间。在一些实施例中，第一支撑臂108及第二支撑臂116可为例如伸缩式的。第一抛光设备102及第二抛光设备110界定抛光站(polishing station)118。在一些实施例中，可提供任意数目的抛光站和/或抛光站118可包括任意数目的抛光设备。举例来说，可与抛光站118相邻地设置第二抛光站119。在各种实施例中，第二抛光站119的第一CMP头106及第二CMP头114可不同于抛光站118的第一CMP头106及第二CMP头114。

参照图1B，第一CMP头106包括上部壳体138、环形保持环136、第一压力控制板139及跨及第一压力控制板139设置的多个第一压力元件140a到140e。此外，在第一台板104上在第一CMP头106与第一台板104之间设置有抛光垫107。第一CMP头106被配置成将工件105保持在环形保持环136的侧壁之间。所述多个第一压力元件140a到140e设置在工件105之上且被配置成向工件105的背侧的对应同心区上施加独立量的吸力或压力。此种吸力或压力向工件105施加力，进而使得工件105的前侧压靠抛光垫107。工件105压靠抛光垫107的力将控制设置在工件105的前侧上的材料的移除速率。此外，所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一压力控制板139分别设置在多个第一同心压力区带A1到A5中。举例来说，第一CMP头106的第一压力元件140a设置在同心压力区带A1中，第一CMP头106的第二压力元件140b设置在在侧向上环绕第一CMP头106的第一压力元件140a的同心压力区带A2中，第三压力元件140c设置在在侧向上环绕第一CMP头106的第二压力元件140b的同心压力区带A3中，以此类推。所述多个第一同心压力区带A1到A5对应于位于工件105的前侧上的可在对应CMP工艺期间被抛光的同心表面。位于工件105的前侧上的这些同心表面可称为待抛光工件表面。

参照图1C，第二CMP头114包括上部壳体138、环形保持环136、第二压力控制板142及跨及第二压力控制板142设置的多个第二压力元件144a到144e。此外，在第二台板112上在第二CMP头114与第二台板112之间设置有抛光垫107。第二CMP头114被配置成将工件105保持在环形保持环136的侧壁之间。所述多个第二压力元件144a到144e设置在工件105之上且被配置成向工件105的背侧的对应同心区上施加独立量的吸力或压力。此外，所述多个第二压力元件144a到144e跨及第二压力控制板142分别设置在多个第二同心压力区带B1到B5中。举例来说，第二CMP头114的第一压力元件144a设置在同心压力区带B1中，第二CMP头114的第二压力元件144b设置在在侧向上环绕第二CMP头114的第一压力元件144a的同心压力区带A2中，第三压力元件144c设置在在侧向上环绕第二CMP头114的第二压力元件144b的同心压力区带A3中，以此类推。所述多个第二同心压力区带B1到B5对应于位于工件105的前侧上的可在对应CMP工艺期间被抛光的同心表面。

在各种实施例中，第一压力控制板139的直径等于第二压力控制板142的直径，进而使得所述多个第一压力元件140a到140e跨及与所述多个第二压力元件144a到144e相同的区域进行分布。在进一步的实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一压力控制板139的分布不同于所述多个第二压力元件144a到144e跨及第二压力控制板142的分布。

在一些实施例中，在CMP系统100的操作期间，第一CMP头106被配置成对工件105执行第一CMP工艺，进而使得所述多个第一压力元件140a到140e各自在工件105的背侧上施加力。所述多个第一压力元件140a到140e的压力可被调整以便实现所期望工件厚度。举例来说，可对压力进行选择，以便通过所述多个第一压力元件140a到140e施加足够的力，以使工件105被向下压在抛光垫107上且被平面化到预定程度。在各种实施例中，由于处理工具限制，所述多个第一压力元件140a到140e中的压力元件可能无法跨及对应的同心压力区带A1到A5均匀地分布压力。举例来说，由第一CMP头106的第一压力元件140a施加的压力在同心压力区带A1的中心区中可能比在同心压力区带A1的外围区中(例如，在第一CMP头106的第一压力元件140a的圆周边缘附近)大。因此，相依于所施加的压力，工件105的前侧的位于相邻同心压力区带A1到A5之间的区域可能经历或多或少的抛光，进而使得工件105的这些区域具有并非所期望的不同工件厚度。此可能导致工件105在第一CMP工艺之后具有显著大的TTV(例如，大于约0.35um)。

因此，在一些实施例中，为避免非期望工件厚度，第二CMP头114被配置成在执行第一CMP工艺之后执行第二CMP工艺。在第二CMP工艺期间，所述多个第二压力元件144a到144e各自在工件105的背侧上施加力。在一些实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e的压力被调整以便实现所期望工件厚度，且可被配置成补偿在第一CMP工艺期间实现的非期望工件厚度。举例来说，所述多个第二压力元件144a到144e中的压力元件可在位于所述多个第一压力元件140a到140e中的相邻压力元件之间的区域之上连续地延伸，进而使得所述多个第二压力元件144a到144e可补偿工件105的前侧的位于相邻同心压力区带A1到A5之间的区域中的非期望工件厚度。此部分地导致工件105具有更精确的平面化，进而使得工件105在第二CMP工艺之后的TTV是显著小的(例如，小于约0.3um)。因此，由于所述多个第二压力元件144a到144e的分布不同于所述多个第一压力元件140a到140e的分布，因此可实现均匀的平面化，进而使得工件105具有显著小的TTV。

此外，所述多个第一压力元件140a到140e分别具有多个第一宽度141a到141e。在一些实施例中，第一CMP头106的第一压力元件140a可被配置成圆形压力元件，且第一CMP头106的第二压力元件、第三压力元件、第四压力元件及第五压力元件140b到140e可分别被配置成环形压力元件(即，环状压力元件)。因此，所述多个第一宽度141a到141e中的第一宽度141a可例如对应于第一CMP头106的第一压力元件140a的直径。此外，所述多个第一宽度141a到141e中的第二宽度、第三宽度、第四宽度及第五宽度141b到141e可例如分别对应于第一CMP头106的第二压力元件、第三压力元件、第四压力元件及第五压力元件140b到140e的环形环宽度。在各种实施例中，所述多个第一宽度141a到141e中的第二宽度、第三宽度、第四宽度及第五宽度141b到141e可彼此相等。在又一些实施例中，第一CMP头106的第一压力元件140a的半径可分别等于第二宽度、第三宽度、第四宽度及第五宽度141b到141e。在一些实施例中，在第一CMP工艺期间，第一压力控制板139的中心可与工件105的中心对准。在进一步的实施例中，第一CMP头106的第二压力元件140b的内径沿第一CMP头106的第一压力元件140a的圆周边缘设置，第一CMP头106的第三压力元件140c的内径沿第一CMP头106的第二压力元件140b的圆周边缘设置，以此类推。

另外，所述多个第二压力元件144a到144e分别具有多个第二宽度145a到145e。在一些实施例中，第二CMP头144的第一压力元件144a可被配置成圆形压力元件，且第二CMP头114的第二压力元件、第三压力元件、第四压力元件及第五压力元件144b到144e可分别被配置成环形压力元件(即，环状压力元件)。因此，所述多个第二宽度145a到145e中的第一宽度145a可例如对应于第二CMP头114的第一压力元件144a的直径。此外，所述多个第二宽度145a到145e中的第二宽度、第三宽度、第四宽度及第五宽度145b到145e可例如分别对应于第二CMP头114的第二压力元件、第三压力元件、第四压力元件及第五压力元件144b到144e的环形环宽度。在各种实施例中，所述多个第二宽度145a到145e中的第二宽度、第三宽度、第四宽度及第五宽度145b到145e可彼此不同。在又一些实施例中，在第二CMP工艺期间，第二压力控制板142的中心可与工件105的中心对准。在进一步的实施例中，第二CMP头114的第二压力元件144b的内径沿第二CMP头114的第一压力元件144a的圆周边缘设置，第二CMP头114的第三压力元件144c的内径沿第二CMP头114的第二压力元件144b的圆周边缘设置，以此类推。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一压力控制板139的分布不同于所述多个第二压力元件144a到144e跨及第二压力控制板142的分布。在此种实施例中，所述多个第一宽度141a到141e分别不同于所述多个第二宽度145a到145e中的对应宽度。举例来说，第一CMP头106的第一压力元件140a的第一宽度141a不同于第二CMP头114的第一压力元件144a的第一宽度145a(例如，第一宽度141a小于第一宽度145a)，第一CMP头106的第二压力元件140b的第二宽度141b不同于第二CMP头114的第二压力元件144b的第二宽度145b(例如，第二宽度141b大于第二宽度145b)，以此类推。

在进一步的实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e及所述多个第二压力元件144a到144e中的压力元件可各自为或包括例如布置在对应同心压力区带A1到A5、B1到B5中的流体填充囊(fluid-filled bladder)。每一流体填充囊的压力控制施加到工件105的向下的力，且可通过例如由CMP系统的马达驱动的泵来控制，其中控制器134被配置成控制所述泵及马达。在又一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e及所述多个第二压力元件144a到144e中的压力元件可例如由被配置成直接向工件105施加力的驱动系统的马达来实施。在各种实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e及所述多个第二压力元件144a到144e中的压力元件可各自为或包括布置在对应同心压力区带A1到A5、B1到B5中的同心腔室。在此种实施例中，由每一同心腔室施加的压力可例如通过由CMP系统的马达驱动的泵来控制。

重新参照图1A，CMP系统100还包括表面测量设备120，表面测量设备120被配置成测量工件105的一个或多个参数，例如(举例来说)厚度、抛光均匀性或与工件105的表面相关联的其他参数。举例来说，表面测量设备120被配置成在对应的CMP工艺之前、期间或之后检测工件105的表面的厚度、平坦度(evenness)、平面度(planarity)和/或粗糙度。举例来说，工件105的表面上缺乏均匀性以及与CMP工艺相关联的各种材料的界面可由表面测量设备120来监控。表面测量设备120可例如被配置成提供光学感测、电感测、热感测、压力感测和/或声学感测。表面测量设备120可与第一CMP头106和/或第二CMP头114相关联。举例来说，表面测量设备120可被配置成在对应的CMP工艺之前、期间和/或之后检测振动、马达反馈或温度。在又一些实施例中，表面测量设备120可被配置成实时向控制器134报告工件105的一个或多个参数，其中控制器134可基于工件105的所述一个或多个参数(例如，基于工件105的所测量平面度)来调整第一CMP头106和/或第二CMP头114的参数(例如，压力设定)。在各种实施例中，表面测量设备120可设置在第一台板104及第二台板112上和/或内。

在一些实施例中，控制器134可被配置成根据表面测量设备120的测量，在第一CMP工艺期间调整所述多个第一压力元件140a到140e的压力且在第二CMP工艺期间调整所述多个第二压力元件144a到144e的压力。举例来说，如果工件105的待抛光工件表面相对高，则对应压力元件的压力可相对于邻近的压力元件增加。相反，如果工件105的待抛光工件表面相对低，则对应压力元件的压力可相对于邻近的压力元件降低。因此，每一压力元件140a到140e、144a到144e的压力可以连续且持续的方式独立地变化，以在对应的CMP工艺期间修整其相应的抛光速率，从而提供均匀的平面化。在又一些实施例中，控制器134可被配置成在第二CMP工艺期间基于在第一CMP工艺期间和/或之后进行的表面测量设备120的测量(例如，基于待抛光工件表面在第一CMP工艺期间和/或之后的平面度)来调整所述多个第二压力元件144a到144e的压力。此部分地便于工件105具有显著小的TTV(例如，小于约0.3um)。

此外，紧挨抛光站118设置有装载设备124。装载设备124被配置成在多个前开式统集盒(front opening unified pod，FOUP)122中的一者与运输设备126之间运输工件105。运输设备126在侧向上与第一抛光设备102及第二抛光设备110相邻地设置，其中运输设备126被配置成在第一抛光设备102与第二抛光设备110之间运输工件105。举例来说，运输设备126可将工件105运输到第一抛光设备102，进而使得第一CMP头106可对工件105执行第一CMP工艺。在第一CMP工艺之后，运输设备126可将工件105运输到第二抛光设备110，进而使得第二CMP头114可对工件105执行第二CMP工艺。

在一些实施例中，运输设备126包括晶片车132及机器人128。机器人128被例如配置成在第一抛光设备102、第二抛光设备110和/或另一(其他)抛光设备(未示出)中的两者或更多者之间选择性地运输工件105。此外，机器人128被例如可操作地耦合到轨道130，其中机器人128被配置成沿轨道130在第一抛光设备102、第二抛光设备110和/或另一(其他)抛光设备之间平移。另外，机器人128可被配置成将工件105从装载设备124、第一抛光设备102、第二抛光设备110和/或另一(其他)抛光设备移动到晶片车132。在一些实施例中，晶片车132具有例如辊(roller)、齿轮、带(belt)、输送机或磁体等驱动机构，所述驱动机构可在CMP系统100中的各种总成之间移动工件105。另外，第一CMP头106和/或第二CMP头114可各自被配置成通过第一支撑臂108和/或第二支撑臂116在彼此之间和/或向运输设备126移动工件105。

控制器134被配置成控制第一抛光设备102、第二抛光设备110、运输设备126和/或装载设备124。举例来说，控制器134被配置成引导装载设备124将工件105从所述多个FOUP122传送到运输设备126。此外，控制器134被配置成引导机器人128选择性地将工件105运输到第一抛光设备102和/或第二抛光设备110。此外，控制器134被配置成基于由表面测量设备120提供的工件105的所述一个或多个参数来调整第一CMP头106和/或第二CMP头114的参数。

图2A示出工件105的俯视图的一些实施例，近接于工件105布置有多个第一压力元件140a到140e。在一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e对应于第一CMP头(图1A到图1C所示第一CMP头106)的压力元件。在进一步的实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e跨及所述多个第一同心压力区带A1到A5设置。在进一步的实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e可被配置成相对于彼此同心和/或各自相对于工件105的中心点105c同心的同心压力元件。在又一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e中的第五压力元件140e的圆周边缘与工件105的圆周边缘105e对准。此外，工件105的半径R是从工件105的中心点105c到工件105的圆周边缘105e定义。应理解，尽管图2A示出五个压力元件及五个同心压力区带，然而可跨及工件105设置任意数目的同心压力区带及压力元件。

图2B示出工件105的俯视图的一些实施例，近接于工件105布置有多个第二压力元件144a到144e。在一些实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e对应于第二CMP头(图1A到图1C所示第二CMP头114)的压力元件。在进一步的实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e跨及所述多个第二同心压力区带B1到B5设置。在进一步的实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e可被配置成相对于彼此同心和/或各自相对于工件105的中心点105c同心的同心压力元件。在又一些实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e中的第五压力元件144e的圆周边缘与工件105的圆周边缘105e对准。应理解，尽管图2B示出五个压力元件及五个同心压力区带，然而可跨及工件105设置任意数目的同心压力区带及压力元件。

图3A示出第一CMP头106及第二CMP头114的剖视图的一些实施例以及多个曲线图302到306，所述多个曲线图302到306阐述在图1A到图1C所示CMP系统100的操作期间第一CMP头106及第二CMP头114的移除速率。在一些实施例中，所述多个曲线图302到306的y轴对应于在对应的抛光工艺期间材料从工件的归一化移除速率，且所述多个曲线图302到306的x轴对应于距工件(图2A或图2B所示工件105)的中心(图2A或图2B所示中心105c)的距离。

第一移除速率曲线图302示出在由第一CMP头106执行的CMP工艺期间跨及所述多个第一同心压力区带A1到A5的移除速率值的一些实施例。第一移除速率曲线图302的x轴与第一同心压力区带A1的中心、第一CMP头106的第一压力元件140a的中心和/或工件的中心对准。第一上部曲线308绘示材料从工件的与所述多个第一同心压力区带A1到A5对应的待抛光表面的移除速率的上限。第一下部曲线310绘示材料从工件的与所述多个第一同心压力区带A1到A5对应的待抛光表面的移除速率的下限。第一水平线309绘示为例如约一的归一化移除速率。在一些实施例中，第一上部曲线308可对应于当由所述多个第一压力元件140a到140e中的每一压力元件施加的压力为例如约+20百帕斯卡(hPa)或另一适合的值时材料从工件的待抛光表面的移除速率。在进一步的实施例中，第一下部曲线310可对应于当由所述多个第一压力元件140a到140e中的每一压力元件施加的压力为例如约-20hPa或另一适合的值时材料从工件的待抛光表面的移除速率。因此，在一些实施例中，由所述多个第一压力元件140a到140e中的每一压力元件施加的压力可例如在约-20hPa到+20hPa范围内。应理解，所述多个第一压力元件140a到140e施加其他压力值也在本公开的范围内。因此，通过在CMP工艺期间调整由所述多个第一压力元件140a到140e施加的压力，可在第一上部曲线308与第一下部曲线310之间调整跨及所述多个第一同心压力区带A1到A5的移除速率。

在一些实施例中，第一上部曲线308可从对应的同心压力区带A1到A5的宽度的中心向对应的同心压力区带A1到A5的外边缘和/或内边缘连续地减小。在进一步的实施例中，第一下部曲线310可从对应的同心压力区带A1到A5的宽度的中心向对应的同心压力区带A1到A5的外边缘和/或内边缘连续地增大。举例来说，当有第一压力元件140a施加的压力处于最大值(例如，+20hPa)时，此时第一同心压力区带A1内的移除速率可从第一同心压力区带A1的中心向第一水平线320a减小，其中第一水平线320a与第一同心压力区带A1的外边缘对准。因此，即使由所述多个第一压力元件140a到140e中的对应压力元件施加的压力保持恒定，第一CMP工艺期间的移除速率值也可跨及每一同心压力区带A1到A5而波动。此部分地可归因于压力元件的处理工具限制，且可能导致跨及工件的待抛光表面(特别是在位于相邻同心压力区带A1到A5之间的其中由对应压力元件施加的压力不易于控制的区域处)的厚度变化。举例来说，第一水平线320a设置在第一同心压力区带A1的外边缘与第二同心压力区带A2的内边缘之间的接合部(junction)处。在一些实施例中，由于压力元件的处理工具限制，即使由第一压力元件140a及第二压力元件140b施加的压力处于最大值(例如，+20hPa)，第一同心压力区带A1与第二同心压力区带A2之间的接合部处的归一化移除速率也为例如约一。相反，在此种实施例中，第一压力元件140a及第二压力元件140b的宽度的中心处的归一化移除速率处于最大值。此导致在工件的相邻待抛光表面之间的与位于相邻同心压力区带A1到A5之间的区域对应的区域处的不良工件厚度均匀性。

第二移除速率曲线图304示出在由第二CMP头114执行的CMP工艺期间跨及所述多个第二同心压力区带B1到B5的移除速率值的一些实施例。第二上部曲线312绘示材料从工件的与所述多个第二同心压力区带B1到B5对应的待抛光表面的移除速率的上限。第二下部曲线314绘示材料从工件的与所述多个第二同心压力区带B1到B5对应的待抛光表面的移除速率的下限。第二水平线309绘示为例如约一的归一化移除速率。在一些实施例中，第二上部曲线312可对应于当由所述多个第二压力元件144a到144e中的每一压力元件施加的压力为例如约+20hPa或另一适合的值时材料从工件的待抛光表面的移除速率。在进一步的实施例中，第二下部曲线314可对应于当由所述多个第二压力元件144a到144e中的每一压力元件施加的压力为例如约-20hPa或另一适合的值时材料从工件的待抛光表面的移除速率。因此，在一些实施例中，由所述多个第二压力元件144a到144e中的每一压力元件施加的压力可例如在约-20hPa到+20hPa范围内。应理解，所述多个第二压力元件144a到144e施加其他压力值也在本公开的范围内。因此，通过在CMP工艺期间调整由所述多个第二压力元件144a到144e施加的压力，可在第二上部曲线312与第二下部曲线314之间调整跨及所述多个第二同心压力区带B1到B5的移除速率。

在一些实施例中，第二上部曲线312可从对应的同心压力区带B1到B5的宽度的中心向对应的同心压力区带B1到B5的外边缘和/或内边缘连续地减小。在进一步的实施例中，第二下部曲线314可从对应的同心压力区带B1到B5的宽度的中心向对应的同心压力区带B1到B5的外边缘和/或内边缘连续地增大。举例来说，当由第二压力元件144a施加的压力处于最大值(例如，+20hPa)时，此时第二同心压力区带B1内的移除速率可从第二同心压力区带B1的中心向第二水平线320b减小，其中第二水平线320b与第二同心压力区带B1的外边缘对准。因此，即使由所述多个第二压力元件144a到144e中的对应压力元件施加的压力保持恒定，由第二CMP头114执行的CMP工艺期间的移除速率值也可跨及每一同心压力区带B1到B5而波动。

第三移除速率曲线图306示出在多CMP头抛光工艺(multi-CMP head polishingprocess)期间跨及工件表面的移除速率值的一些实施例，所述多CMP头抛光工艺包括由第一CMP头106执行第一CMP工艺且随后由第二CMP头114执行第二CMP工艺。在一些实施例中，在多CMP头抛光工艺期间，由第一CMP头106实现的材料从工件的表面的移除速率和/或移除轮廓可与由第二CMP头114实现的材料从工件的表面的移除速率和/或移除轮廓解构性地组合。此导致形成跨及工件的表面设置的多个第三同心压力区带322a到322i。在一些实施例中，所述多个第三同心压力区带322a到322i可对应于工件的多个待抛光表面。此外，施加在所述多个第三同心压力区带322a到322i中的同心压力区带中的每一者上的压力对应于在第一CMP工艺期间由所述多个第一压力元件140a到140e施加的压力与在第二CMP工艺期间由所述多个第二压力元件144a到144e施加的压力的总和。

在一些实施例中，由所述多个第二压力元件144a到144e施加的压力是基于在第一CMP工艺期间由所述多个第一压力元件140a到140e施加的压力和/或基于在执行第一CMP工艺之后工件的待抛光表面的所测量平面度。由所述多个第二压力元件144a到144e施加的压力可被配置成补偿由第一CMP工艺实现的非期望厚度。在此种实施例中，由所述多个第一压力元件140a到140e实现的移除速率和/或移除轮廓可与由所述多个第二压力元件144a到144e实现的移除速率和/或移除轮廓解构性地组合。举例来说，第三上部曲线316可对应于在执行多CMP头抛光工艺之后材料从工件的与所述多个第三同心压力区带322a到322i对应的待抛光表面的移除速率的上限。在一些实施例中，第三上部曲线316可对应于第一移除速率曲线图302的第一上部曲线308与第二移除速率曲线图304的第二下部曲线314的总和。此外，第三下部曲线318可对应于在执行多CMP头抛光工艺之后材料从工件的与所述多个第三同心压力区带322a到322i对应的待抛光表面的移除速率的下限。在进一步的实施例中，第三下部曲线318可对应于第一移除速率曲线图302的第一下部曲线310与第二移除速率曲线图304的第二上部曲线312的总和。

在进一步的实施例中，所述多个第二压力元件144a到144d分别在侧向上延伸超过所述多个第一压力元件140a到140d中位于对应外部区324a到324d中的对应压力元件的圆周边缘。举例来说，第二CMP头114的第一压力元件144a向外延伸超过第一CMP头106的位于第一外部区324a中的第一压力元件140a的圆周边缘，第二CMP头114的第二压力元件144b向外延伸超过第一CMP头106的位于第二外部区324b中的第二压力元件140b的圆周边缘，以此类推。因此，所述多个第二压力元件144a到144d内的压力元件分别连续地延伸超过位于所述多个第一压力元件140a到140e中的相邻压力元件之间的对应区。举例来说，第二CMP头144的第一压力元件144a连续地延伸超过位于第一外部区324a内的第一压力元件140a与第二压力元件140b之间的区。在一些实施例中，所述多个第三同心压力区带322a到322i中在侧向上延伸到所述多个外部区324a到324d中的同心压力区带的内边缘或外边缘设置在对应外部区324a到324d的中点处。举例来说，第一同心压力区带322a的外边缘设置在第一外部区324a的中点处。

因此，所述多个第一压力元件140a到140e跨及工件的分布不同于所述多个第二压力元件144a到144e跨及工件的分布。此部分地便于第二CMP头114补偿在执行第一CMP工艺之后在每一同心压力区带A1到A5的外围区中实现的非希望厚度。由于所述多个第一压力元件140a到140e与所述多个第二压力元件144a到144e跨及工件的分布之间的差异，跨及所述多个第三同心压力区带322a到322i中的每一同心压力区带的移除速率值的波动可减小。此导致工件具有更精确的平面化，进而使得工件在第二CMP工艺之后的TTV是显著小的(例如，小于约0.3um)。此外，通过执行多CMP头抛光工艺，所述多个第三同心压力区带322a到322i中的同心压力区带数目大于第一CMP头106或第二CMP头114中的压力元件数目。由于可在同心压力区带322a到322i中的每一者中各别地控制移除速率，因此可对工件执行更精确的平面化工艺。

图3B示出工件105的布局图的一些实施例，工件105布置有近接于工件105的多个压力元件。举例来说，图3B表示来自第一CMP头(图3A所示第一CMP头106)的上覆在工件105之上的压力元件的布局及来自第二CMP头(图3A所示第二CMP头114)的上覆在工件105之上的压力元件的布局。在一些实施例中，同心圆326对应于所述多个第一压力元件(图3A所示多个第一压力元件140a到140e)内的压力元件的内边缘和/或外边缘，且同心圆328对应于所述多个第二压力元件(图3A所示多个第二压力元件144a到144e)内的压力元件的内边缘和/或外边缘。同心圆328的外部区324a到324d对应于所述多个第二压力元件(图3A所示多个第二压力元件144a到144e)的在侧向上延伸超过所述多个第一压力元件(图3A所示多个第一压力元件140a到140d)中的对应压力元件的外边缘的区域。

图3C示出工件105的布局图的一些实施例，跨及工件105设置有多个同心压力区带。在一些实施例中，同心圆330对应于图3A所示所述多个第三同心压力区带322a到322i的内边缘和/或外边缘。

图4示出抛光设备400的方块图的一些实施例，抛光设备400包括设置在台板402之上的CMP头408。

抛光设备400还包括抛光垫404、浆料臂406及调节盘(conditioning disk)410。在一些实施例中，抛光设备400可被配置成处理具有为约200毫米(mm)、300mm、450mm或其他适合的值的直径的工件(例如，晶片)(未示出)。CMP头408被配置成在CMP工艺期间容纳工件，进而使得工件设置在CMP头408与抛光垫404之间。控制器134被配置成在CMP工艺期间控制抛光设备400的组件。在一些实施例中，控制器134包括操作例程417及反馈路径416。在各种实施例中，操作例程417包括实时表面轮廓分析器436及多区带压力控制器440，且反馈路径416包括存储器428及CMP控制器414。

在一些实施例中，在工件平面化之前，浆料臂406将包含研磨浆料颗粒的浆料411分配到抛光垫404的抛光表面412上。CMP控制器414被配置成如由第一角速度箭头422所示绕抛光垫轴线420旋转台板402及抛光垫404(例如，通过台板主轴418)。CMP控制器414可被配置成借助于马达总成(未示出)来执行旋转。随着抛光垫404旋转，调节盘410(其可通过扫描臂424枢转并绕盘轴线444旋转)在抛光垫404之上横穿，进而使得调节盘410的调节表面426与抛光垫404的抛光表面412摩擦接合(frictional engagement)。在此种实施例中，调节盘410在抛光期间连续地对抛光表面412进行刮擦(scratch)或“粗糙化(rough up)”，以便于工件的一致且均匀的平面化。CMP控制器414被进一步配置成如由第二角速度箭头432所示绕晶片轴线421(例如，通过CMP头主轴430)同时旋转容置在CMP头408内的工件。在此种双重旋转发生(例如，如由第一角速度箭头422及第二角速度箭头432所示)的同时，工件在由CMP头408施加的向下的力的作用下被按压到浆料411及抛光表面412中。举例来说，由CMP头408施加的向下的力可由多个压力元件(例如，图1A到图1C所示所述多个第一压力元件140a到140e或所述多个第二压力元件144a到144e)施加。研磨浆料411、双重旋转及向下的力的组合对工件的前侧进行平面化，直到达到CMP工艺的终点为止。

在一些实施例中，在CMP工艺期间，表面测量设备120被配置成实时测量抛光垫404、调节盘410和/或工件的表面状况。举例来说，表面测量设备120可被配置成测量工件的相应待抛光表面的平面度。此外，随着台板402(例如，表面测量设备120所安装到的台板402)与CMP头408经历双重旋转，表面测量设备120沿横穿工件的待抛光表面的路径434行进。因此，随着台板402及CMP头408在CMP工艺期间相对于彼此旋转，表面测量设备120自然地及时经过相应的待抛光表面，且当其经过这些表面时可连续地监控这些表面的高度。

此外，反馈路径416可操作地将表面测量设备120耦合到CMP控制器414及操作例程417。存储器428被配置成存储来自表面测量设备120的测量及操作例程417的指令。操作例程417的实时表面轮廓分析器436分析如由表面测量设备120所测量的待抛光工件表面的平面度。基于工件的相应待抛光表面的平面度(或缺少平面度)，多区带压力控制器440可通过CMP控制器414改变近接于工件的相应待抛光表面的相应压力控制元件的压力。由于CMP工艺的移除速率(例如，CMP抛光速率)与压力成比例，因而此种逐表面压力控制方案便于工件的精确平面化。因此，每一压力元件的压力可以连续且持续的方式独立地变化，以在CMP工艺期间修整其相应的移除速率，从而提供均匀的平面化。

在一些实施例中，第一抛光设备(图1A所示第一抛光设备102)及第二抛光设备(图1A所示第二抛光设备110)可分别被配置成抛光设备400，其中第一抛光设备(图1A所示第一抛光设备102)的CMP头408被配置成图1B所示第一CMP头106，且第二抛光设备(图1A所示第二抛光设备110)的CMP头408被配置成图1C所示第二CMP头114。在此种实施例中，操作例程417及反馈路径416可操作地耦合到第一抛光设备与第二抛光设备(图1A所示第一抛光设备102、第二抛光设备110)二者，进而使得操作例程417及反馈路径416被配置成控制如上所示和/或所述的第一抛光设备及第二抛光设备(图1A所示第一抛光设备102、第二抛光设备110)。另外，控制器134被配置成借助于第一抛光设备(图1A所示第一抛光设备102)的CMP头408来执行第一CMP工艺，且随后借助于第二抛光设备(图1A所示第二抛光设备110)的CMP头408来执行第二CMP工艺。在此种实施例中，在第一CMP工艺期间和/或之后进行的表面测量设备120的测量(例如，平面度的测量)可存储在存储器428中，且多区带压力控制器440可根据来自第一CMP工艺的存储在存储器428中的测量来在第二CMP工艺期间调整第二抛光设备(图1A所示第二抛光设备110)的CMP头408中的压力元件(例如，图1C所示压力元件144a到144e)的压力。

图5示出多个CMP头的剖视图的一些实施例。所述多个CMP头包括第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510。在一些实施例中，第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510可各自设置在如图4中所示和/或所述的抛光设备中。在此种实施例中，抛光设备可设置在如图1A中所示和/或所述的CMP系统中。举例来说，第一CMP头106及第二CMP头114可设置在抛光系统(图1A所示抛光系统118)中，且第三CMP头502及第四CMP头510可设置在第二抛光系统(图1A所示抛光系统119)中。

第一CMP头106包括多个第一压力元件140a到140e，所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一压力控制板139分别设置在所述多个第一同心压力区带A1到A5中。第二CMP头114包括多个第二压力元件144a到144e，所述多个第二压力元件144a到144e跨及第二压力控制板142分别设置在所述多个第二同心压力区带B1到B5中。第三CMP头502包括多个第三压力元件506a到506e，所述多个第三压力元件506a到506e跨及第三压力控制板504分别设置在多个第三同心压力区带C1到C5中。此外，第四CMP头510包括多个第四压力元件514a到514e，所述多个第四压力元件514a到514e跨及第四压力控制板512分别设置在多个第四同心压力区带D1到D5中。在一些实施例中，第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510可各自包括环形保持环136及上部壳体138，且可附接到如图1A到图1C中所示和/或所述的对应支撑臂(未示出)。在一些实施例中，第一压力控制板139的直径、第二压力控制板142的直径、第三压力控制板504的直径及第四压力控制板512的直径分别彼此相等，进而使得所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144e、所述多个第三压力元件506a到506e及所述多个第四压力元件514a到514e分别跨及相同的区域进行分布。

此外，所述多个第一压力元件140a到140e分别具有多个第一宽度141a到141e，所述多个第二压力元件144a到144e分别具有多个第二宽度145a到145e，所述多个第三压力元件506a到506e分别具有多个第三宽度508a到508e，且所述多个第四压力元件514a到514e分别具有多个第四宽度516a到516e。在一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144e、所述多个第三压力元件506a到506e及所述多个第四压力元件514a到514e分别跨及对应的压力控制板具有不同的分布。在此种实施例中，所述多个第一宽度141a到141e、所述多个第二宽度145a到145e、所述多个第三宽度508a到508e及所述多个第四宽度516a到516e分别彼此不同。举例来说，第一CMP头106的第一压力元件140a的第一宽度141a、第二CMP头114的第一压力元件144a的第一宽度145a、第三CMP头502的第一压力元件506a的第一宽度508a及第四CMP头510的第一压力元件514a的第一宽度516a分别彼此不同，以此类推。

在各种实施例中，在包括所述多个CMP头的CMP系统的操作期间，第一CMP头106被配置成对工件(例如，图1A到图1C所示工件105)(未示出)执行第一CMP工艺。随后，第二CMP头114被配置成对工件执行第二CMP工艺，第三CMP头502被配置成对工件执行第三CMP工艺，和/或第四CMP头510被配置成对工件执行第四CMP工艺。由于所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144e、所述多个第三压力元件506a到506e及所述多个第四压力元件514a到514e分别跨及对应的压力板具有不同的分布，因此由所述多个CMP头的每一压力元件施加的压力可被调整以实现所期望晶片厚度，且可被配置成补偿在前一CMP工艺期间实现的非期望晶片厚度。举例来说，第二CMP头114的压力元件144a到144e可补偿位于所述多个第一压力元件140a到140e中的相邻压力元件之间的区处的非期望晶片厚度(如图3A中所示和/或所述)。因此，由第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510中的每一者实现的材料从工件的待抛光表面的移除速率和/或移除轮廓可被配置成增加工件的平面化，进而使得工件在第四CMP工艺之后的TTV是显著小的(例如，小于约0.3um)。

在又一些实施例中，第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510可各自具有相同数目的压力元件。应理解，尽管图5示出每一CMP头具有五个压力元件及五个同心压力区带，然而可跨及对应的CMP头设置任意数目的同心压力区带及压力元件。在又一些实施例中，多个第一压力元件140a到140e、多个第二压力元件144a到144e、多个第三压力元件506a到506e及多个第四压力元件514a到514e可例如分别为或包括如图1A到图1C中所述的流体填充囊、驱动系统的马达、同心腔室或类似物。

在一些实施例中，在包括所述多个CMP头的CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，且然后第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺。在进一步的实施例中，在CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺，且然后第三CMP头502对工件执行第三CMP工艺。在又一些实施例中，在CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺，第三CMP头502对工件执行第三CMP工艺，且然后第四CMP头510对工件执行第四CMP工艺。

图6示出根据图5所示所述多个CMP头的一些替代性实施例的多个CMP头的剖视图的一些实施例，其中所述多个CMP头可例如具有不同数目的压力元件。

在一些实施例中，第一CMP头106包括多个第一压力元件140a到140e，所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一压力控制板139分别设置在所述多个第一同心压力区带A1到A5中。第二CMP头114包括多个第二压力元件144a到144g，所述多个第二压力元件144a到144g跨及第二压力控制板142分别设置在多个第二同心压力区带B1到B7中。在各种实施例中，所述多个第二压力元件144a到144g中的压力元件数目大于所述多个第一压力元件140a到140e中的压力元件数目。第三CMP头502包括多个第三压力元件506a到506h，所述多个第三压力元件506a到506h跨及第三压力控制板504分别设置在多个第三同心压力区带C1到C8中。在一些实施例中，所述多个第三压力元件506a到506h中的压力元件数目大于所述多个第一压力元件140a到140e和/或所述多个第二压力元件144a到144g中的压力元件数目。此外，第四CMP头510包括多个第四压力元件514a到514h，所述多个第四压力元件514a到514h跨及第四压力控制板512分别设置在多个第四同心压力区带D1到D8中。在进一步的实施例中，所述多个第四压力元件514a到514h中的压力元件数目大于所述多个第一压力元件140a到140e和/或多个第二压力元件144a到144g中的压力元件数目。在一些实施例中，第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502及第四CMP头510可各自包括环形保持环136及上部壳体138，且可附接到如图1A到图1C中所示和/或所述的支撑臂(未示出)。在一些实施例中，第一压力控制板139的直径、第二压力控制板142的直径、第三压力控制板504的直径及第四压力控制板512的直径分别彼此相等，进而使得所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144g、所述多个第三压力元件506a到506h及所述多个第四压力元件514a到514h分别跨及相同的区域进行分布。

此外，所述多个第一压力元件140a到140e分别具有多个第一宽度141a到141e，所述多个第二压力元件144a到144g分别具有多个第二宽度145a到145g，所述多个第三压力元件506a到506h分别具有多个第三宽度508a到508h，且所述多个第四压力元件514a到514h分别具有多个第四宽度516a到516h。在一些实施例中，所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144g、所述多个第三压力元件506a到506h及所述多个第四压力元件514a到514h分别跨及对应的压力控制板具有不同的分布。在此种实施例中，所述多个第一宽度141a到141e、所述多个第二宽度145a到145g、所述多个第三宽度508a到508h及所述多个第四宽度516a到516h分别彼此不同。在又一些实施例中，所述多个第四压力元件514a到514h中的最大宽度小于所述多个第一宽度141a到141e中的最小宽度。

由于所述多个第一压力元件140a到140e、所述多个第二压力元件144a到144g、所述多个第三压力元件506a到506h及所述多个第四压力元件514a到514h分别跨及对应的压力板具有不同的分布，因此由所述多个CMP头的每一压力元件施加的压力可被调整以实现所期望晶片厚度，且可被配置成补偿在前一CMP工艺期间实现的非期望晶片厚度。举例来说，第二CMP头114的压力元件144a到144g可补偿位于所述多个第一压力元件140a到140e中的相邻压力元件之间的区处的非期望晶片厚度(如图3A中所示和/或所述)。

在又一些实施例中，第一CMP头106、第二CMP头114、第三CMP头502和/或第四CMP头510可具有不同数目的压力元件。应理解，尽管图6示出第一CMP头106具有五个压力元件及五个同心压力区带、第二CMP头114具有七个压力元件及七个同心压力区带、第三CMP头502具有八个压力元件及八个同心压力区带且第四CMP头510具有八个压力元件及八个同心压力区带，然而可跨及对应的CMP头设置任意数目的同心压力区带及压力元件。

在一些实施例中，在包括所述多个CMP头的CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，且然后第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺。在进一步的实施例中，在CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺，且然后第三CMP头502对工件执行第三CMP工艺。在又一些实施例中，在CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，第二CMP头114对工件执行第二CMP工艺，第三CMP头502对工件执行第三CMP工艺，且然后第四CMP头510对工件执行第四CMP工艺。在各种实施例中，在CMP系统的操作期间，第一CMP头106对工件执行第一CMP工艺，第四CMP头510对工件执行第二CMP工艺，第一CMP头106对工件执行第三CMP工艺，且然后第四CMP头510对工件执行第四CMP工艺。

图7示出CMP系统700的方块图的一些实施例。CMP系统包括第一抛光设备702、第二抛光设备704及平面度工具708。在一些实施例中，在CMP系统700的使用期间，第一抛光设备702被应用于工件706，且第二抛光设备704随后被应用于第一平面化工件706’，以实现实质上平面的工件706”。有利的是，通过在第一平面化之后执行第二平面化，所述第二平面化最小限度地影响第一抛光设备702的产量。

平面度工具708与第一抛光设备702和/或第二抛光设备704相关联。在一些实施例中，平面度工具708可独立于第一抛光设备702和/或第二抛光设备704。在又一些实施例中，平面度工具708可包括与第一抛光设备702和/或第二抛光设备704整合在一起的表面测量设备(例如，图1A和/或图4所示表面测量设备120)。平面度工具708被配置成测量工件706及第一平面化工件706’的待抛光表面的平面度，以使得可识别待抛光表面上的不平坦区(即，具有非期望工件厚度的区)的位置。平面度工具708可例如使用光学感测、电感测、热感测、压力感测和/或声学感测来测量工件706及第一平面化工件706’的平面度。

在进一步的实施例中，在CMP系统700的使用期间，平面度工具708在由第一抛光设备702对工件706执行的第一平面化期间实时测量工件706的平面度。在一些实施例中，第一抛光设备702中的每一压力元件的参数(例如，所施加的压力)可基于平面度工具708在第一平面化期间的实时平面度测量来实时调整。随后，第二抛光设备704被配置成对第一平面化工件706’执行第二平面化。平面度工具708在第二平面化工艺期间实时测量第一平面化工件706’的平面度。在一些实施例中，第二抛光设备704中的每一压力元件的参数(例如，所施加的压力)可基于平面度工具708在第二平面化期间的实时平面度测量来实时调整。此外，在CMP系统700的使用期间，在一些实施例中，平面度工具708在第二平面化之后测量第二平面化工件706”的平面度。在此种实施例中，可重复进行第二平面化，直到第二平面化工件706”的平面度满足预定标准为止。举例来说，可重复进行第二平面化，直到第二平面化工件706”具有少于预定数目的不平坦区和/或具有小于预定TTV值(例如，小于约0.30um)的TTV。在进一步的实施例中，每一重复的第二平面化可包括使用不同于在第一平面化或第二平面化中所使用的CMP头的另一CMP头，和/或使用在第一平面化或第二平面化中所使用的相同的CMP头。此外，所述平面度测量可用于任何重复的平面化。

在一些实施例中，第一抛光设备702可例如被配置成图4所示抛光设备400和/或可包括图1B、图3A、图5或图6所示第一CMP头106。在又一些实施例中，第二抛光设备可例如被配置成图4所示抛光设备400和/或可包括图1B、图3A、图5或图6所示第二CMP头114、图5或图6所示第三CMP头502和/或图5或图6所示第四CMP头510。

图8示出提供使用第一CMP头及第二CMP头对工件的待抛光表面进行平面化的方法800的一些实施例的流程图，第一CMP头与第二CMP头具有跨及对应CMP头的压力元件的不同分布。尽管方法800被示出和/或阐述为一系列动作或事件，然而应理解，所述方法并不仅限于所示出的次序或动作。因此，在一些实施例中，所述动作可以不同于所示出的次序施行，和/或可同时施行。此外，在一些实施例中，所示出的动作或事件可被细分为多个动作或事件，所述多个动作或事件可在单独的时间施行或者与其他动作或子动作同时施行。在一些实施例中，可省略一些所示出的动作或事件，且可包括其他未示出的动作或事件。

在动作802处，提供工件。工件可为例如支撑处于制造中的电子电路的半导体晶片(例如，结晶硅衬底、绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)衬底或类似物)。

在动作804处，在一些实施例中，对工件的前侧表面执行薄化工艺。薄化工艺可例如包括执行机械磨制工艺(mechanical grinding process)或另一种适合的薄化工艺。

在动作806处，对工件的前侧表面执行第一化学机械抛光(CMP)工艺。利用第一CMP头执行第一CMP工艺，第一CMP头具有跨及第一CMP头的多个第一压力元件的第一分布。可由例如图1A到图1B、图3A、图5或图6所示第一CMP头106执行第一CMP工艺。在一些实施例中，第一CMP工艺可包括执行动作808及810。

在动作808处，测量工件的前侧表面的平面度。在一些实施例中，测量工件的前侧表面的平面度以识别工件的前侧表面上的不平坦区(即，具有非期望工件厚度的区)的位置。可例如通过光学传感器、电传感器、热传感器、压力传感器和/或声学传感器来测量前侧表面的平面度。此外，可例如在第一CMP工艺之前测量和/或在第一CMP工艺期间实时测量前侧表面的平面度。

在动作810处，根据动作808的平面度测量来调整所述多个第一压力元件的参数。在一些实施例中，在第一CMP工艺期间基于对工件的前侧表面的平面度的实时测量来实时调整所述多个第一压力元件的参数。举例来说，可在第一CMP工艺期间根据对工件的前侧表面的平面度的实时测量来实时调整由所述多个第一压力元件中的每一压力元件施加的压力。

在动作812处，对工件的前侧表面执行第二CMP工艺。利用第二CMP头执行第二CMP工艺，第二CMP头具有多个第二压力元件跨及第二CMP头的第二分布，其中第二分布不同于第一分布。在进一步的实施例中，基于前侧表面的所测量平面度(例如，基于不平坦区的所识别位置)来执行第二CMP工艺。举例来说，在第二CMP工艺期间由所述多个第二压力元件中的每一压力元件施加的初始压力可基于工件的前侧表面在第一CMP工艺之后和/或期间的所测量平面度。可由例如图1A、图1C、图3A、图5或图6所示第二CMP头114来执行第二CMP工艺。在各种实施例中，第二CMP工艺可包括执行动作814及816。

在动作814处，测量工件的前侧表面的平面度。在一些实施例中，测量工件的前侧表面的平面度以识别工件的前侧表面上的其余不平坦区(即，具有非期望工件厚度的区)的位置。可例如通过光学传感器、电传感器、热传感器、压力传感器和/或声学传感器来测量前侧表面的平面度。此外，可例如在第二CMP工艺之前测量和/或在第二CMP工艺期间实时测量前侧表面的平面度。

在动作816处，根据动作814的平面度测量来调整所述多个第二压力元件的参数。在一些实施例中，在第二CMP工艺期间基于对工件的前侧表面的平面度的实时测量来实时调整所述多个第二压力元件的参数。举例来说，可在第二CMP工艺期间根据对工件的前侧表面的平面度的实时测量来实时调整由所述多个第二压力元件中的每一压力元件施加的压力。

在动作818处，在一些实施例中，重复进行动作812，直到工件的前侧表面的平面度满足预定准则为止。可例如由第二CMP头、第一CMP头或具有与第一分布和/或第二分布不同的压力元件跨及另一(其他)CMP头的另一(其他)分布的另一(其他)CMP头来执行重复的第二CMP工艺。举例来说，可重复进行动作812，直到工件的前侧表面的TTV为约零或在其他情况下小于预定数目(例如，小于0.30um)为止。在一些实施例中，可由例如图5或图6所示第三CMP头502和/或图5或图6所示第四CMP头510来执行重复的第二CMP工艺。

图9到图14示出结构的一些实施例的剖视图900到1400，其示出图8所示方法800的动作。尽管图9到图14中所示剖视图900到1400是参照方法进行阐述，然而应理解，图9到图14中所示结构不仅限于所述方法，而是可独立于所述方法之外单独成立。此外，尽管图9到图14被阐述为一系列动作，然而应理解，这些动作并非限制性的，原因在于在其他实施例中可变更动作的次序，且所公开的方法也适用于其他结构。在其他实施例中，可全部或部分地省略所示出和/或所阐述的一些动作。另外，尽管所述方法是关于图9到图14所示结构阐述，然而应理解，所述方法不仅限于结构，而是可单独成立。

图9示出对应于动作802的一些实施例的剖视图900。如图9中所示，提供工件902。在一些实施例中，工件902包括上覆在载体衬底904之上的半导体结构906。在各种实施例中，半导体结构906可包括沿半导体衬底(未示出)设置的内连线结构(未示出)。在又一些实施例中，工件902可例如为或包括支撑处于制造中的电子电路的半导体晶片。此外，工件902的前侧表面902f可例如由半导体结构906的顶表面界定。

图10示出对应于动作804的一些实施例的剖视图1000。如图10中所示，对工件902的前侧表面902f执行薄化工艺。在一些实施例中，薄化工艺包括向半导体结构906的顶表面中执行机械磨制工艺，从而将半导体结构906的厚度从初始厚度Ti减小到第一厚度Ts1。在又一些实施例中，在执行薄化工艺之后，工件902沿前侧表面902f的TTV可为显著大的(例如，大于约0.35um的TTV)。此外，工件902的前侧表面902f可对应于工件902的待抛光表面。

图11示出对应于动作806及808的一些实施例的剖视图1100。如图11中所示，对工件902的前侧表面902f执行第一化学机械抛光(CMP)工艺。在一些实施例中，在第一CMP工艺期间，在工件902的前侧表面902f(即，称为工件902的待抛光表面)面朝下的条件下，将工件902布置在第一CMP头106中，且绕将第一CMP头106耦合到马达的CMP头主轴430的轴线旋转工件902。此外，使工件902的前侧表面902f压靠抛光垫404。将抛光垫404布置在台板402之上，且绕将台板402耦合到马达的台板主轴418的轴线旋转抛光垫404。

随着抛光垫404与工件902的双重旋转，浆料臂(图4所示浆料臂406)向抛光垫404提供浆料(图4所示浆料411)。浆料可例如包括研磨组分及化学组分。此外，近接于工件902布置多个第一压力元件140a到140e，且将所述多个第一压力元件140a到140e配置成向工件902的背侧表面902b的对应同心区上施加独立量的吸力或压力。工件902的背侧表面902b的同心区对应于跨及第一CMP头106分布的所述多个第一同心压力区带A1到A5。吸力或压力向工件902施加力，进而使得工件902的前侧表面902f压靠抛光垫404。由于对工件902的按压力以及研磨组分，工件902经历机械抛光。此外，由于浆料的化学组分，工件902也经历化学抛光。在又一些实施例中，第一CMP头106具有所述多个第一压力元件140a到140e跨及第一CMP头106和/或跨及工件902的背侧表面902b的第一分布。

在一些实施例中，由于处理工具限制，所述多个第一压力元件140a到140e中的压力元件可能无法跨及对应的同心压力区带A1到A5均匀地分布压力。举例来说，由第一CMP头106的第一压力元件140a施加的压力在同心压力区带A1的中心区中可能比在同心压力区带A1的外围区中(例如，在第一CMP头106的第一压力元件140a的圆周边缘附近)大。因此，相依于所施加的压力，工件902的前侧表面902f的位于相邻同心压力区带A1到A5之间的区域可能经历或多或少的抛光，进而使得工件902的这些区域具有并非所期望的不同晶片厚度。

此外，在台板402和/或抛光垫404上设置表面测量设备120，且将表面测量设备120配置成在第一CMP工艺之前、期间和/或之后测量工件902的表面状况。举例来说，将表面测量设备120配置成测量工件902的前侧表面902f的平面度，以识别工件902的前侧表面902f上的不平坦区(即，具有非期望工件厚度的区或者具有丘部和/或谷部的区)的位置。可例如将表面测量设备120配置成提供光学感测、电感测、热感测、压力感测和/或声学感测。在一些实施例中，当表面测量设备120在第一CMP工艺期间测量工件902的前侧表面902f的平面度时，可根据平面度测量来调整由所述多个第一压力元件140a到140e中的每一压力元件施加的压力，以实现所期望工件厚度。

图12示出对应于在执行动作806之后工件902的一些实施例的剖视图1200。如图12中所示，在执行第一CMP工艺之后，工件902的厚度从第一厚度Ts1减小到第二厚度Ts2。在又一些实施例中，可在执行第一CMP工艺之后测量工件902的前侧表面902f的平面度。可例如通过第一抛光设备的平面度检测系统或通过外部平面度工具来测量平面度。此外，可例如使用涡流、激光脉冲、超声脉冲、白光干涉测量术(white light interferometry)或另一种适合的方法来测量平面度。

图13示出对应于动作810及812的一些实施例的剖视图1300。如图13中所示，对工件902的前侧表面902f执行第二CMP工艺。在一些实施例中，在第二CMP工艺期间，在工件902的前侧表面902f面朝下的条件下，将工件902布置在第二CMP头114中，且绕将第二CMP头114耦合到马达的CMP头主轴430的轴线旋转工件902。此外，使工件902的前侧表面902f压靠抛光垫404。将抛光垫404布置在台板402之上，且绕将台板402耦合到马达的台板主轴418的轴线旋转抛光垫404。

随着抛光垫404与工件902的双重旋转，浆料臂(图4所示浆料臂406)向抛光垫404提供浆料(图4所示浆料411)。浆料可例如包括研磨组分及化学组分。此外，近接于工件902布置多个第二压力元件144a到144e，且将所述多个第二压力元件144a到144e配置成向工件902的背侧表面902b的对应同心区上施加独立量的吸力或压力。工件902的背侧表面902b的同心区对应于跨及第二CMP头114分布的所述多个第二同心压力区带B1到B5。吸力或压力向工件902施加力，进而使得工件902的前侧表面902f压靠抛光垫404。由于对工件902的按压力以及研磨组分，工件902经历机械抛光。此外，由于浆料的化学组分，工件902也经历化学抛光。在一些实施例中，根据在第一CMP工艺期间和/或之后进行的平面度测量来调整所述多个第二压力元件144a到144e在第二CMP工艺期间的压力，以实现所期望工件厚度。

第二CMP头114具有所述多个第二压力元件144a到144e跨及第二CMP头114和/或跨及工件902的背侧表面902b的第二分布。在各种实施例中，第二分布不同于第一分布。此外，当第一CMP头(图11所示第一CMP头106)的中心与第二CMP头114的中心对准时，所述多个第二压力元件144a到144d中的压力元件可与位于所述多个第一压力元件140a到140e中的相邻压力元件之间的对应区域交叠。因此，在一些实施例中，所述多个第二压力元件144a到144e可补偿在第一CMP工艺期间在工件902的前侧表面902f的与位于所述多个第一同心压力区带(图11所示多个第一同心压力区带A1到A5)中的相邻同心压力区带之间的区对应的区域中实现的非期望晶片厚度。此部分地导致工件902具有更精确的平面化，进而使得工件902的前侧表面902f在第二CMP工艺之后的TTV可为显著小的(例如，小于约0.3um)。因此，由于所述多个第二压力元件144a到144e的分布不同于所述多个第一压力元件140a到140e的分布，因此可实现均匀的平面化，进而使得工件902具有显著小的TTV。在又一些实施例中，可如图6中所示和/或所述来配置第二CMP头114，其中第二CMP头114包括七个压力元件。

此外，在台板402和/或抛光垫404上设置表面测量设备120，且将表面测量设备120配置成在第二CMP工艺之前、期间和/或之后重新测量工件902的表面状况。举例来说，将表面测量设备120配置成重新测量工件902的前侧表面902f的平面度，以识别工件902的前侧表面902f上的不平坦区(即，具有非期望工件厚度的区或者具有丘部和/或谷部的区)的位置。可例如将表面测量设备120配置成提供光学感测、电感测、热感测、压力感测和/或声学感测。在一些实施例中，当表面测量设备120在第二CMP工艺期间重新测量工件902的前侧表面902f的平面度时，可根据平面度测量来调整由所述多个第二压力元件144a到144e中的每一压力元件施加的压力，以实现所期望工件厚度。

图14示出对应于在执行动作810之后工件902的一些实施例的剖视图1400。在又一些实施例中，在执行第二CMP工艺之后，可重新测量工件902的前侧表面902f的平面度。可例如通过第一抛光设备的平面度检测系统或通过外部平面度工具来重新测量平面度。此外，可例如使用涡流、激光脉冲、超声脉冲、白光干涉测量术或另一种适合的方法来测量平面度。

在一些实施例中，为进一步增加工件902的前侧表面902f的平面度，可在第二CMP工艺之后对工件902执行一个或多个附加的CMP工艺。在实施例中，在执行图13所示第二CMP工艺之后，由第三CMP头对工件902的前侧表面902f执行第三CMP工艺。在此种实施例中，第三CMP头可被配置成图5或图6所示第三CMP头502，且第三CMP工艺可通过与以上在图13中所述的工艺实质上相似的工艺来执行。在另一实施例中，在执行图13所示第二CMP工艺之后，由第三CMP头对工件902的前侧表面902f执行第三CMP工艺，且然后由第四CMP头对工件902的前侧表面902f执行第四CMP工艺。在此种实施例中，第三CMP头可被配置成图5或图6所示第三CMP头502，第四CMP头可被配置成图5或图6所示第四CMP头510，且第三CMP工艺及第四CMP工艺可各自通过与以上在图13中所述的工艺实质上相似的工艺来执行。

因此，在一些实施例中，本公开涉及一种CMP系统，所述CMP系统包括被配置成对工件执行第一CMP工艺的第一CMP头及被配置成在执行第一CMP工艺之后对工件执行第二CMP工艺的第二CMP头。跨及第二CMP头的压力元件的分布不同于跨及第一CMP头的压力元件的分布。

在一些实施例中，本申请提供一种化学机械抛光(CMP)系统，所述化学机械抛光(CMP)系统包括：第一CMP头，被配置成保持工件，其中所述第一CMP头包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件；以及第二CMP头，被配置成保持所述工件，其中所述第二CMP头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件，其中跨及所述第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及所述第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件分别相对于彼此及相对于所述第一压力控制板的中心同心，其中所述多个第二压力元件分别相对于彼此及相对于所述第二压力控制板的中心同心。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件内的压力元件数目等于所述多个第二压力元件内的压力元件数目。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件内的压力元件数目小于所述多个第二压力元件内的压力元件数目。

在一些实施例中，所述第一压力控制板的直径等于所述第二压力控制板的直径。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件中的最内压力元件的直径小于所述多个第二压力元件中的最内压力元件的直径。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件的宽度分别不同于所述多个第二压力元件的宽度。

在一些实施例中，所述化学机械抛光系统进一步包括：第三化学机械抛光头，被配置成保持所述工件，其中所述第三化学机械抛光头包括跨及第三压力控制板设置的多个第三压力元件，其中跨及所述第三压力控制板的所述多个第三压力元件的分布不同于所述多个第一压力元件的所述分布及所述多个第二压力元件的所述分布。

在一些实施例中，所述多个第一压力元件及所述多个第二压力元件分别包括同心腔室，所述同心腔室被配置成向所述工件的对应区提供独立的压力。

在一些实施例中，本申请提供一种用于执行抛光工艺的抛光系统，所述抛光系统包括：第一抛光设备，包括第一台板及第一化学机械抛光(CMP)头，其中所述第一CMP头被配置成对工件的待抛光表面执行第一CMP工艺，其中所述第一CMP头包括多个第一同心压力元件及在侧向上包围所述多个第一同心压力元件的第一环形保持环；第二抛光设备，包括第二台板及第二CMP头，其中所述第二CMP头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第二CMP工艺，其中所述第二CMP头包括多个第二同心压力元件及在侧向上包围所述多个第二同心压力元件的第二环形环，其中所述多个第二同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件的宽度；表面测量设备，定位于所述第一台板及所述第二台板上，其中所述表面测量设备被配置成在执行所述第一CMP工艺及所述第二CMP工艺的同时实时测量所述工件的所述待抛光表面的平面度，其中在所述第二CMP工艺期间由所述多个第二同心压力元件施加的压力是基于在所述第一CMP工艺之后所述待抛光表面的所测量的所述平面度；以及运输设备，被配置成在所述第一抛光设备与所述第二抛光设备之间运输所述工件。

在一些实施例中，所述抛光系统进一步包括：第三抛光设备，包括第三台板及第三化学机械抛光头，其中所述第三化学机械抛光头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第三化学机械抛光工艺，其中所述第三化学机械抛光头包括多个第三同心压力元件及在侧向上包围所述多个第三同心压力元件的第三环形环，其中所述多个第三同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件及所述多个第二同心压力元件的宽度。

在一些实施例中，所述第一化学机械抛光头的最内同心压力元件的宽度大于所述第一化学机械抛光头的在侧向上环绕所述第一化学机械抛光头的所述最内同心压力元件的同心压力元件的宽度，且其中所述第三化学机械抛光头的最内同心压力元件的宽度小于所述第一化学机械抛光头的所述最内同心压力元件的所述宽度。

在一些实施例中，所述第三化学机械抛光头的第二最内同心压力元件的宽度大于所述第三化学机械抛光头的所述最内同心压力元件的所述宽度。

在一些实施例中，所述多个第一同心压力元件内的同心压力元件数目小于所述多个第二同心压力元件内的同心压力元件数目，且所述多个第三同心压力元件内的同心压力元件数目大于所述多个第二同心压力元件中的所述同心压力元件数目。

在一些实施例中，所述抛光系统进一步包括：第四抛光设备，包括第四台板及第四化学机械抛光头，其中所述第四化学机械抛光头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第四化学机械抛光工艺，其中所述第四化学机械抛光头包括多个第四同心压力元件及在侧向上包围所述多个第四同心压力元件的第四环形环，其中所述多个第四同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件、所述多个第二同心压力元件及所述多个第三同心压力元件的宽度。

在一些实施例中，所述多个第一同心压力元件、所述多个第二同心压力元件、所述多个第三同心压力元件及所述多个第四同心压力元件分别包括相同数目的同心压力元件。

在一些实施例中，本申请提供一种用于工件的化学机械抛光(CMP)的方法，所述方法包括：利用第一CMP头对所述工件的前侧表面执行第一CMP工艺，所述第一CMP头具有跨及所述第一CMP头的多个第一压力元件的第一分布；测量所述工件的所述前侧表面的平面度；以及利用第二CMP头对所述工件的所述前侧表面执行第二CMP工艺，所述第二CMP头具有跨及所述第二CMP头的多个第二压力元件的第二分布，其中由所述多个第二压力元件施加的压力是基于所述工件的所述前侧表面的所测量的所述平面度，且其中所述第二分布不同于所述第一分布。

在一些实施例中，所述第一化学机械抛光头的最内压力元件的宽度小于所述第二化学机械抛光头的最内压力元件的宽度。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：利用第三化学机械抛光头对所述工件的所述前侧表面执行第三化学机械抛光工艺，所述第三化学机械抛光头具有跨及所述第三化学机械抛光头的多个第三压力元件的第三分布，其中所述第三分布不同于所述第一分布及所述第二分布。

在一些实施例中，所述方法进一步包括：利用第四化学机械抛光头对所述工件的所述前侧表面执行第四化学机械抛光工艺，所述第四化学机械抛光头具有跨及所述第四化学机械抛光头的多个第四压力元件的第四分布，其中所述第四分布不同于所述第一分布、所述第二分布及所述第三分布。

以上概述了若干实施例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本公开的各个方面。所属领域中的技术人员应理解，其可容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例相同的目的和/或实现与本文中所介绍的实施例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，此种等效构造并不背离本公开的精神及范围，而且他们可在不背离本公开的精神及范围的条件下对其作出各种改变、替代及变更。

Claims (10)

1.一种化学机械抛光系统，包括：

第一化学机械抛光头，被配置成保持工件，其中所述第一化学机械抛光头包括跨及第一压力控制板设置的多个第一压力元件；以及

第二化学机械抛光头，被配置成保持所述工件，其中所述第二化学机械抛光头包括跨及第二压力控制板设置的多个第二压力元件，其中跨及所述第一压力控制板的所述多个第一压力元件的分布不同于跨及所述第二压力控制板的所述多个第二压力元件的分布。

2.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件分别相对于彼此及相对于所述第一压力控制板的中心同心，其中所述多个第二压力元件分别相对于彼此及相对于所述第二压力控制板的中心同心。

3.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件内的压力元件数目等于所述多个第二压力元件内的压力元件数目。

4.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述第一压力控制板的直径等于所述第二压力控制板的直径。

5.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，其中所述多个第一压力元件中的最内压力元件的直径小于所述多个第二压力元件中的最内压力元件的直径。

6.根据权利要求1所述的化学机械抛光系统，进一步包括：

第三化学机械抛光头，被配置成保持所述工件，其中所述第三化学机械抛光头包括跨及第三压力控制板设置的多个第三压力元件，其中跨及所述第三压力控制板的所述多个第三压力元件的分布不同于所述多个第一压力元件的所述分布及所述多个第二压力元件的所述分布。

7.一种用于执行抛光工艺的抛光系统，包括：

第一抛光设备，包括第一台板及第一化学机械抛光头，其中所述第一化学机械抛光头被配置成对工件的待抛光表面执行第一化学机械抛光工艺，其中所述第一化学机械抛光头包括多个第一同心压力元件及在侧向上包围所述多个第一同心压力元件的第一环形保持环；

第二抛光设备，包括第二台板及第二化学机械抛光头，其中所述第二化学机械抛光头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第二化学机械抛光工艺，其中所述第二化学机械抛光头包括多个第二同心压力元件及在侧向上包围所述多个第二同心压力元件的第二环形环，其中所述多个第二同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件的宽度；

表面测量设备，定位于所述第一台板及所述第二台板上，其中所述表面测量设备被配置成在执行所述第一化学机械抛光工艺及所述第二化学机械抛光工艺的同时实时测量所述工件的所述待抛光表面的平面度，其中在所述第二化学机械抛光工艺期间由所述多个第二同心压力元件施加的压力是基于在所述第一化学机械抛光工艺之后所述待抛光表面的所测量的所述平面度；以及

运输设备，被配置成在所述第一抛光设备与所述第二抛光设备之间运输所述工件。

8.根据权利要求7所述的抛光系统，进一步包括：

第三抛光设备，包括第三台板及第三化学机械抛光头，其中所述第三化学机械抛光头被配置成对所述工件的所述待抛光表面执行第三化学机械抛光工艺，其中所述第三化学机械抛光头包括多个第三同心压力元件及在侧向上包围所述多个第三同心压力元件的第三环形环，其中所述多个第三同心压力元件的宽度分别不同于所述多个第一同心压力元件及所述多个第二同心压力元件的宽度。

9.一种用于工件的化学机械抛光的方法，所述方法包括：

利用第一化学机械抛光头对工件的前侧表面执行第一化学机械抛光工艺，所述第一化学机械抛光头具有跨及所述第一化学机械抛光头的多个第一压力元件的第一分布；

测量所述工件的所述前侧表面的平面度；以及

利用第二化学机械抛光头对所述工件的所述前侧表面执行第二化学机械抛光工艺，所述第二化学机械抛光头具有跨及所述第二化学机械抛光头的多个第二压力元件的第二分布，其中由所述多个第二压力元件施加的压力是基于所述工件的所述前侧表面的所测量的所述平面度，且其中所述第二分布不同于所述第一分布。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一化学机械抛光头的最内压力元件的宽度小于所述第二化学机械抛光头的最内压力元件的宽度。

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