TW202118587A

TW202118587A - 墊調節器及化學機械拋光方法

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Publication number: TW202118587A
Application number: TW109137446A
Authority: TW
Inventors: 申憲樺; 匡訓沖
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-28
Publication date: 2021-05-16
Also published as: US11787012B2; US20240025014A1; US20210129288A1

Abstract

一種用於調節拋光墊的拋光表面的墊調節器包括調節盤、盤固持器及盤臂。調節盤包括基底板及至少兩個研磨段。調節盤包括至少一個通道，碎屑及廢漿料可通過所述至少一個通道排出。研磨段位於基底板的表面上，且在其間形成至少一個通道段。每一通道段從所述表面的中心周圍實質上延伸到基底板的外邊沿。調節盤所安裝到的盤固持器包括貫通孔。調節盤所安裝到的盤臂包括通過貫通孔與所述至少一個通道段流體連通的開口，以用於通過真空模組排出碎屑及廢漿料。

Description

墊調節器及化學機械拋光方法

本發明的實施例是有關於墊調節器及化學機械拋光方法。

化學機械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）是積體電路形成中常見的工藝。通常，CMP用於半導體晶片的平坦化（planarization）。CMP涉及使用貼附到拋光台的拋光墊，以及使用晶片固持器（wafer holder）將矽晶片面朝下按壓在拋光墊的表面上。包含研磨劑及化學添加劑的拋光漿料被分配到拋光墊的表面上，且用於通過機械及化學手段二者從晶片的表面移除不平整。CMP是實現晶片全域平坦化的有效方式。

在至少一個實施例中，一種墊調節器包括調節盤、盤固持器及盤臂。調節盤包括具有外邊沿的基底板、位於基底板的表面上的研磨區、以及從基底板的中心周圍實質上延伸到基底板的外邊沿的至少一個通道段。調節盤所安裝到的盤固持器包括貫通孔。調節盤所安裝到的盤臂包括通過貫通孔與所述至少一個通道段流體連通的開口。

根據各種實施例的一種方法包括在存在漿料的情况下在拋光墊上拋光晶片的表面。對拋光墊的拋光表面的調節是使用具有包括通道段的調節盤的墊調節器執行。通過調節盤的運動經由通道段從拋光表面移動碎屑及廢漿料。使用真空模組經由盤臂的與通道段流體連通的開口排出碎屑及廢漿料。

根據至少一個實施例，一種墊調節器包括調節盤、盤固持器及盤臂。調節盤包括具有第一貫通孔及外邊沿的基底板，以及附接到基底板的表面的研磨區。研磨區包括在其間界定至少一個通道段的至少兩個研磨段。每一通道段從第一貫通孔實質上延伸到基底板的外邊沿。調節盤所安裝到的盤固持器包括與第一貫通孔及所述至少一個通道段流體連通的第二貫通孔。盤固持器所附接到的盤臂包括沿盤臂的長度方向延伸且與盤固持器中的第二貫通孔流體連通的內部通道。

以下公開內容提供用於實施所提供主題的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述組件及布置的具體實例以簡化本公開。當然，這些僅爲實例而非旨在進行限制。舉例來說，以下說明中將第一特徵形成在第二特徵之上或第二特徵上可包括其中第一特徵與第二特徵被形成爲直接接觸的實施例，且也可包括其中第一特徵與第二特徵之間可形成有附加特徵從而使得所述第一特徵與所述第二特徵可不直接接觸的實施例。另外，本公開可能在各種實例中重複使用參考編號和/或字母。這種重複使用是出於簡潔及清晰的目的，而不是自身指示所論述的各種實施例和/或配置之間的關係。

此外，爲易於說明，本文中可能使用例如「在...之下（beneath）」、「在...下方（below）」、「下部的（lower）」、「在...上方（above）」、「上部的（upper）」等空間相對性用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一（其他）元件或特徵的關係。所述空間相對性用語旨在除圖中所繪示的取向外還囊括裝置在使用或操作中的不同取向。裝置可具有其他取向（旋轉90度或處於其他取向），且本文中所使用的空間相對性描述語可同樣相應地進行解釋。

在一個或多個晶片已被拋光之後，拋光漿料中的研磨顆粒或來自晶片的磨掉的顆粒會附著到拋光墊的表面。因此，在拋光墊已經使用一定時間段之後，由於在拋光工藝中産生的碎屑在拋光墊的表面上的積累，拋光性能及效率降低。使用墊調節器來調節拋光墊的表面，使得拋光墊的表面被重新粗糙化且維持在拋光的最佳條件下。墊調節器在正常情况下包含使用電化學沉積方法附著到合金基底的金剛石砂礫（diamond grit）。

拋光墊的調節（或調整（dressing））通常可以兩種方式（即，原位調節（in-situ conditioning）或異位調節（ex-situ conditioning））執行。在原位調節期間，拋光墊在晶片拋光同時被調節，而在異位調節的情形中，拋光墊僅在晶片被拋光之後及晶片拋光周期之間被調節。與異位調節相比，原位調節具有提高産出量（throughput）及移除速率穩定性的優點。另一方面，異位調節一般提供更好的缺陷表現（defect performance）。

本公開中提供一種被配置成用於原位、異位或過程持續（continuous-in-process，CIP）調節操作的墊調節器。所述墊調節器使得能夠從拋光墊的拋光表面持續清潔及排出碎屑及廢漿料，從而有助於減少正被拋光的晶片的表面上的缺陷形成。碎屑及廢漿料通過附接到墊調節器的真空模組經由墊調節器的調節盤中的至少一個通道排出。

圖1是根據一些實施例的CMP裝置10的圖。CMP裝置10包括拋光墊130、晶片固持器110、漿料臂120及墊調節器100。CMP裝置10一般被配置用於對半導體晶片的表面進行平坦化及拋光。

晶片固持器110將半導體晶片面朝下按壓在拋光墊130的表面上。拋光漿料由漿料臂120分配到拋光墊的表面上。當承載拋光漿料的拋光墊130從半導體晶片的表面下方經過且摩擦半導體晶片的表面時，半導體晶片的表面上的不平整被通過機械及化學手段移除。

墊調節器100調節或「調整」拋光墊130。墊調節器被配置成旋轉以使拋光墊130的表面重新粗糙化，以及沿拋光墊130的半徑向內及向外平移以到達拋光墊130的各種中心區或外圍區。墊調節器100從拋光墊130的拋光表面持續清潔及排出碎屑及廢漿料，從而有助於減少正被拋光的半導體晶片的表面上的缺陷形成。碎屑及廢漿料通過附接到墊調節器100的真空模組經由墊調節器100的調節盤中的至少一個通道（示出在圖2中）排出。

圖2是根據一些實施例的CMP裝置10的墊調節器100及拋光墊130的圖。在一些實施例中，拋光墊130以約120轉/分（rotation per minute，rpm）到約140 rpm旋轉。在一些實施例中，拋光墊130以約130 rpm旋轉。以更高速率旋轉拋光墊130可通過增加半導體晶片的表面上的不平整移除速率來提高晶片産出量。以較慢速率旋轉拋光墊130可提高半導體晶片的表面上的拋光均勻性。

當半導體晶片被拋光時，包括拋光漿料中的研磨顆粒270、來自半導體晶片的磨掉的顆粒290或甚至來自墊調節器100的研磨顆粒280在內的碎屑附著到拋光墊130的表面231。通過移除碎屑及廢漿料，墊調節器100在拋光工藝的過程中、在拋光工藝之前或拋光工藝之後或者以其某種組合持續保持拋光墊130的拋光性能及效率。

調節盤200被配置成接觸拋光墊130的表面231且對表面231進行粗糙化。調節盤200一般包括用於對表面231進行粗糙化的研磨材料。在一些實施例中，研磨材料是例如大小爲約200微米的金剛石砂礫等研磨砂礫。

調節盤200進一步包括由圖2中的虛線示出的至少一個通道。研磨顆粒270、280及磨掉的顆粒290能夠沿所述至少一個通道運送，以從拋光墊130的表面231排出。

調節盤200被配置成與拋光墊130的旋轉方向一致或相反地順時針或逆時針旋轉。在一些實施例中，調節盤200以約110 rpm到約130 rpm旋轉。在一些實施例中，調節盤200比拋光墊130旋轉得慢。在一些實施例中，調節盤200以約120 rpm旋轉。以較慢速率旋轉墊調節器100的調節盤200可提高調節盤200將研磨顆粒270、280及磨掉的顆粒290陷獲在所述至少一個通道中的能力。調節盤200的較慢旋轉速率可進一步使得能夠使用較溫和的抽真空（vacuuming）從拋光墊130的表面231排出研磨顆粒270、280及磨掉的顆粒290。

墊調節器100的盤臂210附接到調節盤200。盤臂210朝向及遠離拋光墊130的中心平移，以確保研磨顆粒270、280及磨掉的顆粒290從拋光墊130的大部分或全部表面231排出。盤臂210的開口211與調節盤200的所述至少一個通道以及真空模組流體連通。開口211位於盤臂210的內部通道（由以箭頭結束的虛線示出）的一端處。研磨顆粒270、280及磨掉的顆粒290以及來自拋光墊130的表面231的廢漿料沿調節盤200的所述至少一個通道行進、穿過盤臂210的內部通道且經由開口211從盤臂210中排出。

圖3是根據一些實施例的調節盤200的圖。調節盤200的基底板310一般由剛性材料製成。在一些實施例中，基底板310包含不鏽鋼或者是不鏽鋼。在一些實施例中，基底板310的直徑爲約90毫米到約130毫米。在一些實施例中，基底板310具有爲約110毫米的直徑。較寬的基底板310將能夠一次對表面231的更大表面積進行粗糙化。較窄的基底板310將一般更輕、製造成本更少且使得能夠以更低的功率進行抽真空。基底板310的厚度爲約4毫米到約10毫米。較厚的基底板310將提供更長的壽命及抗翹曲性。較薄的基底板310將一般更輕且製造成本更少。在一些實施例中，基底板310的厚度爲約6毫米。

圖3中虛線所示的研磨區320是基底板310的其中圖案化研磨材料附著到基底板310的區。在一些實施例中，長度約200微米的單晶金剛石砂礫通過鎳電鍍、合金硬焊（brazing）或另一種適合的工藝均勻地附著到基底板310。

研磨區320的附著到基底板310的圖案化研磨材料包括圖3中所示的研磨段321、322、327、328及通道段323、324、325、326。調節盤200一般包括至少兩個研磨段及至少一個通道段。在圖3中所示的配置中，相鄰的研磨段321、327在其間形成通道段323，且相鄰的研磨段322、328在其間形成通道段324。

在包括至少三個研磨段的配置中，每一研磨段可與兩個通道段鄰接。圖3中示出十二個研磨段。研磨段321在第一側上與通道段323鄰接，且在第二側上與通道段325鄰接。研磨段322在第一側上與通道段324鄰接，且在第二側上與通道段326鄰接。

在一些實施例中，所述十二個研磨段爲實質上相同的形狀。出於例示目的，闡述了研磨段321的形狀。在一些實施例中，研磨段321是扇形的。用語「扇形的」可包括以下闡述的一些特性。研磨段321朝向研磨區320的中心變窄，且朝向研磨區320的周界變寬。研磨段321與非線性通道段323、325鄰接，且研磨段321具有非線性側。在一些實施例中，非線性是彎曲的、彎折的或類似形式。從中心區向外圍區加寬且具有非線性側的研磨段在本文中被視爲「扇形的」。在一些實施例中，研磨段321的平均曲率半徑大於研磨區320的半徑的約一半。

在一些實施例中，通道段在徑向方向上延伸。在一些實施例中，所述十二個通道段爲實質上相同的形狀。出於例示目的，闡述了通道段323的形狀。通道段323從研磨區320的中心周圍延伸到研磨區320的外邊緣。在圖3中所示的配置中，通道段323是非線性的。在一些實施例中，通道段323是彎曲的。在一些實施例中，通道段323的平均曲率半徑大於研磨區320的半徑的約一半。在一些實施例中，通道段323的平均曲率半徑與研磨段321及研磨段327的平均曲率半徑實質上相同。彎曲的通道段323促進流體流向研磨區320的中心以及孔360，使得能夠改善碎屑及漿料排出及/或使用更溫和的真空。

通道段323一般比研磨段321每單位面積包含更少的研磨材料。通道段323可被視爲研磨區320中的凹槽。在一些實施例中，通道段323沒有研磨材料，使得基底板310的位於通道段323中的表面實質上不被研磨材料覆蓋。可爲有利的是，在通道段323的區中實質上沒有覆蓋基底板310的研磨材料，以促進流體流過通道段323。在一些實施例中，通道段323具有比研磨段321小至少10倍、小至少100倍或小至少1000倍的研磨材料濃度。儘管一般所期望的是在通道段323中實質上沒有研磨材料，然而在一些製作工藝中，爲節省成本，可爲有利的是，在通道段323中具有盡可能少的研磨材料而不需要完全移除研磨材料或讓研磨材料不存在。在通道段323中具有一些薄的研磨材料層以保護基底板310的材料在漿料存在的情况下不劣化也可爲所期望的。

在一些實施例中，通道段占基底板310的表面積的約10%到約50%。可爲有利的是，讓較低百分比的基底板310被通道段覆蓋，且從而讓較大百分比的基底板310被研磨材料覆蓋，以促進碎屑從拋光墊130上鬆動。過窄或過少的通道段可能無法充分地從拋光墊130收集、移動及排出碎屑，或者可能導致通道段中的堵塞。

在一些實施例中，通道段323的側壁實質上垂直。「垂直」的側壁可爲實質上線性的，且實質上平行於基底板310的上面附接有表面研磨區320的表面的法線進行取向。在一些實施例中，通道段323的側壁是錐化的。「錐化」的側壁可爲實質上線性的，且以相對於基底板310的上面附接有表面研磨區320的表面的法線成小於90度的偏移角進行取向。垂直或錐化的側壁可能更容易製造，且提供最好的工藝均勻性。在一些實施例中，通道段323的側壁是凹入的。「凹入」的側壁可爲實質上彎曲的，以便形成U形橫截面。由於碎屑可能聚集在具有更大傾斜度（angularity）的區中，因此錐化或凹入的側壁可促進更好地捕獲碎屑。

在一些實施例中，通道段323的第一側壁與通道段323的第二側壁具有不同的形狀。在一些實施例中，第一側壁是垂直的，且第二側壁是凹入的。依據調節盤200的旋轉方向，可爲有利的是，在通道段的第一側上具有垂直的側壁，且在通道段的第二側上具有錐化或凹入的側壁。

在一些實施例中，依據與基底板310的上面附接有表面研磨段的表面的中心的接近度，通道段323的側壁具有變化的形狀。在圖3中所示的配置中，碎屑及廢漿料一般從研磨區320的周界流向基底板310的中心處的孔360。在一些實施例中，通道段323的側壁在靠近中心處更加垂直，且在遠離中心處更加凹入或錐化。此可有利於在更靠近孔360處提供更大的通道段橫截面積，且在周界處陷獲更少的碎屑。

圖4是根據一些實施例的包括圖3所示調節盤200的墊調節器40的橫截面。調節盤200通過盤固持器420附接到盤臂210。在一些實施例中，盤固持器420具有與調節盤200實質上相似的直徑。在一些實施例中，盤固持器420具有比調節盤200大的直徑。盤固持器420通過至少一個緊固件421附接到調節盤200，所述至少一個緊固件421延伸穿過盤固持器420且至少部分地穿過調節盤200的基底板310。在一些實施例中，盤固持器420通過至少兩個緊固件421附接到調節盤200。使用至少兩個緊固件421提供對調節盤200更牢固的附接。利用盤固持器420使得調節盤200能夠被製造成可消耗部件，當研磨區320的研磨材料的磨損達到預定水平時，所述可消耗部件可被替換。在一些實施例中，所述預定水平是研磨區320中的研磨材料的厚度低於預定厚度。預定厚度可被選擇成使調節性能不再足以防止碎屑及廢漿料劃傷晶片表面的厚度。在一些實施例中，調節盤200與盤臂210一體地形成爲單個組裝件，當研磨區320的研磨材料的磨損達到如上所述的預定水平時，所述單個組裝件被完全替換。

致動器410附接到盤臂210及盤固持器420，且被配置成提供使附接到盤固持器420的調節盤200旋轉的力。在一些實施例中，致動器410至少包括用於提供所述力的直流（direct current，DC）馬達。在一些實施例中，致動器至少控制調節盤200的旋轉方向及旋轉速度。

盤臂210包括沿盤臂210的長度方向延伸的內部通道，且所述內部通道與基底板310及盤固持器420中的孔360流體連通。盤臂210中的內部通道的開口211耦合到真空模組。

墊調節器40被配置成用於原位、異位或過程持續（「CIP」）調節操作。墊調節器40使得能夠從拋光墊130的拋光表面持續清潔及排出碎屑及廢漿料，從而有助於減少正被拋光的晶片的表面上的缺陷形成。通過附接到墊調節器40的真空模組，碎屑及廢漿料經由在墊調節器40的調節盤200中的研磨段321與研磨段327之間的通道段323及研磨段322與研磨段328之間的通道段324排出。盤臂210中的內部通道以及基底板310及盤固持器420中的孔360構成排出通道，在拋光墊130的原位調節期間，截獲在研磨段321、327、322、328之間的通道段323、324中的廢漿料及碎屑可通過真空模組經由所述排出通道移除。因此，由拋光碎屑及廢漿料引起的晶片表面劃痕被減少或消除。

圖5是根據一些實施例的調節盤500的圖。圖6是根據一些實施例的調節盤500的沿圖5所示的橫截面線6-6的橫截面。圖7是根據一些實施例的調節盤500的沿圖5所示的橫截面線7-7的另一橫截面。

調節盤500的基底板510一般是由剛性材料製成。在一些實施例中，基底板510包含不鏽鋼或者是不鏽鋼。在一些實施例中，基底板510的直徑爲約90毫米到約130毫米。在一些實施例中，基底板510具有爲約110毫米的直徑。較寬的基底板510將能夠一次對表面231的更大表面積進行粗糙化。較窄的基底板510將一般更輕、製造成本更少且使得能夠以更低的功率進行抽真空。基底板510的厚度爲約4毫米到約10毫米。較厚的基底板510將提供更長的壽命及抗翹曲性。較薄的基底板510將一般更輕且製造成本更少。在一些實施例中，基底板510的厚度爲約6毫米。在一些實施例中，基底板510實質上沒有貫通孔。在一些實施例中，基底板510的下側不通過基底板510與基底板510的頂側流體連通。下側處的流體一般將通過向外流到基底板510的外側、攀爬基底板510的外壁且向內流到基底板510的頂側之上而到達所述頂側。

圖5中虛線所示的研磨區520是基底板510的其中研磨材料附著到基底板510的區。在一些實施例中，長度約200微米的單晶金剛石砂礫通過鎳電鍍、合金硬焊或其他適合的工藝均勻地附著到基底板510。在一些實施例中，如圖5中所示，研磨區520是連續的，在基底板510的面對拋光墊130的下側上具有相似的厚度。

基底板510的頂側包括圖5中所示的頂側段511、514、517、518、519及通道段512、513、515、516。調節盤500一般包括至少兩個頂側段及至少一個通道段。在圖5中所示的配置中，相鄰的頂側段517、519在其間形成通道段515，且相鄰的頂側段517、518在其間形成通道段516。

在包括至少三個頂側段的配置中，每一頂側段可與兩個通道段鄰接。圖5中示出八個頂側段。頂側段517在第一側上與通道段515鄰接，且在第二側上與通道段516鄰接。

在一些實施例中，所述八個頂側段爲實質上相同的形狀。出於例示目的，闡述了頂側段517的形狀。在一些實施例中，頂側段517是楔形的。用語「楔形的」可包括以下闡述的一些特性。頂側段517朝向研磨區520的中心變窄，且朝向研磨區520的周界變寬。頂側段517與線性通道段515、516鄰接，且頂側段517具有線性側。線性指代沒有彎曲、彎折或類似形式的大體上直的線。從中心區向外圍區加寬且具有線性側的頂側段在本文中被視爲「楔形的」。

在一些實施例中，所述八個通道段爲實質上相同的形狀。出於例示目的，闡述了通道段513的形狀。通道段513從基底板510的中心周圍延伸到基底板510的外邊緣。在圖5中所示的配置中，通道段513是線性的。直的通道段513促進流體從基底板510的周界向內流動，從而使得能夠使碎屑及漿料由護環570捕獲以及經由間隙560及孔660並從開口211排出來的操作得到改善。

例如通道段513等每一通道段可被視爲基底板510中的凹槽。中間板530的面對基底板510的頂側的下側形成通道段515、516的內頂板。在一些實施例中，通道段占基底板510的頂側的表面積的約10%到約50%。可爲有利的是，讓較低百分比的基底板510被通道段覆蓋，以使得能夠使用相對較低的真空功率。過窄或過少的通道段可能無法充分地進行收集或可能導致通道段中的堵塞。

在一些實施例中，通道段513的側壁實質上垂直。「垂直」的側壁可爲實質上線性的且實質上平行於基底板510的頂側表面的法線取向。在一些實施例中，通道段513的側壁是錐化的。「錐化」的側壁可爲實質上線性的且以相對於基底板510的頂側表面的法線成小於90度的偏移角進行取向。垂直或錐化的側壁可能更容易製造，且提供最好的工藝均勻性。在一些實施例中，通道段513的側壁是凹入的。「凹入」的側壁可爲實質上彎曲的，以便形成U形橫截面。由於碎屑可能聚集在具有更大傾斜度的區中，因此錐化或凹入的側壁可促進更好地捕獲碎屑。

在一些實施例中，通道段513的第一側壁與通道段513的第二側壁具有不同的形狀。在一些實施例中，第一側壁是垂直的，且第二側壁是凹入的。依據調節盤500的旋轉方向，可爲有利的是，在通道段的第一側上具有垂直的側壁，且在通道段的第二側上具有錐化或凹入的側壁。

在一些實施例中，依據與基底板510的上面附接有表面頂側段的表面的中心的接近度，通道段513的側壁具有變化的形狀。在圖5中所示的配置中，碎屑及廢漿料一般從研磨區520的中心流向基底板510的周界。在一些實施例中，通道段513的側壁在靠近周界處更加垂直，且在遠離周界處更加凹入或錐化。此可有利於在更靠近間隙560處提供更大的通道段橫截面積，且在中心處陷獲更少的碎屑。

圖6是根據一些實施例的包括圖5所示調節盤500的墊調節器60的橫截面。調節盤500進一步包括中間板530。中間板530附接到基底板510的頂側，且環繞基底板510的側壁，中間板與所述側壁之間具有間隙560。護環570附接到中間板530，且在基底板510的下側下方垂直延伸。間隙560通過通道段（例如，通道段515、516）以及中間板530及盤固持器420中的孔660與開口211流體連通。碎屑及廢漿料通過附接到墊調節器60的盤臂210的開口的真空模組經由通道段515、516、間隙560、孔660及盤臂210的內部通道排出。盤臂210中的內部通道、盤固持器420及中間板530中的孔660、通道段（例如，通道段515、516）及間隙560構成排出通道，在拋光墊130的原位調節期間，截獲在通道段515、516中的廢漿料及碎屑可通過真空模組經由所述排出通道移除。

調節盤500通過盤固持器420附接到盤臂210。在一些實施例中，盤固持器420具有與基底板510實質上相似的直徑。在一些實施例中，盤固持器420具有比基底板510大或比基底板510小的直徑。盤固持器420通過至少一個緊固件421附接到調節盤500，所述至少一個緊固件421延伸穿過盤固持器420且至少部分地穿過調節盤500的中間板530。在一些實施例中，盤固持器420通過至少兩個緊固件421附接到調節盤500。使用至少兩個緊固件421提供對調節盤500更牢固的附接。在一些實施例中，中間板530及基底板510被製造成整體件（unitary piece）。在其中中間板530通過例如粘合劑附接到基底板510的其他實施例中，利用盤固持器420及中間板530使得具有研磨區520的基底板510能夠被製造成可消耗部件，當研磨區520的研磨材料的磨損達到預定水平時，所述可消耗部件可被替換。在任一種配置中，所述預定水平是研磨區520中的研磨材料的厚度低於預定厚度。預定厚度可被選擇成使調節性能不再足以防止碎屑及廢漿料劃傷晶片表面的厚度。在一些實施例中，調節盤500與盤臂210一體地形成爲單個組裝件，當研磨區520的研磨材料的磨損達到如上所述的預定水平時，所述單個組裝件被完全替換。

致動器410附接到盤臂210及盤固持器420，且被配置成提供使附接到盤固持器420的調節盤500旋轉的力。在一些實施例中，致動器410至少包括用於提供所述力的直流（DC）馬達。在一些實施例中，致動器至少控制調節盤500的旋轉方向及旋轉速度。

墊調節器60被配置成用於原位、異位或過程持續（「CIP」）調節操作。墊調節器60使得能夠從拋光墊130的拋光表面持續清潔及排出碎屑及廢漿料，從而有助於減少正被拋光的晶片的表面上的缺陷形成。通過附接到墊調節器60的真空模組，碎屑及廢漿料經由在墊調節器60的調節盤500中的頂側段519與頂側段517之間的通道段515及頂側段517與頂側段518之間的通道段516排出。盤臂210中的內部通道、盤固持器420及中間板530中的孔660以及間隙560構成排出通道，在拋光墊130的原位調節期間，截獲在通道段515、516中的廢漿料及碎屑可通過真空模組經由所述排出通道移除。因此，由拋光碎屑及廢漿料引起的晶片表面劃痕被減少或消除。

圖8是根據一些實施例的調節拋光墊的方法的流程圖。可使用圖1所示CMP裝置10及圖2到圖7所示墊調節器100、40、60來闡述所述方法。過程80包括在拋光墊130上拋光801晶片的表面。在一些實施例中，晶片由晶片固持器110以預定壓力面朝下固持在拋光墊130上。拋光801一般由拋光墊130在存在由漿料臂120撒布在拋光墊130上的漿料的情况下執行。

過程80進一步包括通過例如墊調節器40、60中的一者等墊調節器調節802拋光墊130的拋光表面。在一些實施例中，在拋光801期間執行調節802。在一些實施例中，在拋光801之前或拋光801之後執行調節802。在一些實施例中，在拋光801期間，以預定時間間隔執行調節802。調節802通過墊調節器40、60或100的至少兩個研磨段（例如研磨段321、327）的作用或者通過非分段式研磨區520的作用使碎屑從拋光墊130上鬆動。在一些實施例中，使碎屑鬆動包括使漿料的研磨顆粒、晶片的磨掉的顆粒及/或研磨段的研磨顆粒鬆動，所有所述顆粒均可能附著到拋光墊130或者可能不附著而存在於漿料中。

在移動803中，經由墊調節器的調節盤的至少一個通道段移動碎屑及廢漿料。在一些實施例中，移動803是通過調節盤200的運動經由至少通道段323朝向基底板310的中心處的孔360進行。在一些實施例中，移動803是通過調節盤500的運動遠離基底板510的中心、沿基底板510的側壁向上且經由至少通道段515朝向基底板510與中間板530之間的間隙560進行。在一些實施例中，移動803包括同時朝向基底板的中心與基底板的周界。

在排出804中，通過與所述至少一個通道段流體連通的真空模組經由墊調節器的通道將碎屑及廢漿料從墊調節器中排出。在一些實施例中，排出804是經由孔360及盤臂210的內部通道並從盤臂210的開口211中出來。在一些實施例中，排出804是經由間隙560、孔660及盤臂210的內部通道並從盤臂210的開口211中出來。在一些實施例中，排出804包括經由間隙560及孔860以及盤臂210的內部通道並從盤臂210的開口211中出來。

提供一種被配置用於原位、異位或過程持續（「CIP」）調節操作的墊調節器。所述墊調節器使得能夠從拋光墊的拋光表面持續清潔及排出碎屑及廢漿料，從而有助於減少正被拋光的晶片的表面上的缺陷形成。碎屑及廢漿料通過附接到墊調節器的真空模組經由墊調節器的調節盤中的至少一個通道排出。調節盤包括位於至少兩個研磨段之間的至少一個線性或非線性通道段。通道段收集碎屑及廢漿料，以通過真空模組經由調節盤上的孔排出，所述孔與調節盤所附接到的盤臂的開口及內部通道流體連通。

在至少一個實施例中，一種墊調節器包括調節盤、盤固持器及盤臂。調節盤包括具有外邊沿的基底板、位於基底板的表面上的研磨區、以及從基底板的中心周圍實質上延伸到基底板的外邊沿的至少一個通道段。調節盤所安裝到的盤固持器包括貫通孔。調節盤所安裝到的盤臂包括通過貫通孔與所述至少一個通道段流體連通的開口。在一實施例中，其中所述基底板包括與所述盤固持器的所述貫通孔以及所述至少一個通道段流體連通的貫通孔。在一實施例中，其中所述至少一個通道段具有非線性形狀。在一實施例中，其中所述調節盤進一步包括中間板以及護環。中間板附接到所述盤固持器及所述基底板，其中所述中間板環繞所述基底板且與所述基底板分離開一間隙。護環附接到所述中間板。在一實施例中，其中所述至少一個通道段具有實質上線性的形狀。在一實施例中，其中所述至少一個通道段包括位於所述研磨區中的凹槽，且所述研磨區覆蓋所述基底板的所述表面的面積的約50%到約90%。在一實施例中，其中所述至少一個通道段包括位於所述研磨區中的凹槽，且所述基底板的位於所述凹槽之下的所述表面實質上不被研磨材料覆蓋。

根據各種實施例的一種方法包括在存在漿料的情况下在拋光墊上拋光晶片的表面。對拋光墊的拋光表面的調節是使用具有包括通道段的調節盤的墊調節器執行。通過調節盤的運動經由通道段從拋光表面移動碎屑及廢漿料。使用真空模組經由盤臂的與通道段流體連通的開口排出碎屑及廢漿料。在一實施例中，其中所述移動所述碎屑及所述廢漿料包括朝向所述基底板的與所述盤臂的所述開口流體連通的中心孔移動所述碎屑及所述廢漿料。在一實施例中，其中所述調節包括使用具有所述調節盤的所述墊調節器調節所述拋光墊的所述拋光表面，所述調節盤包括形成具有非線性形狀的所述通道段的至少兩個研磨段。在一實施例中，其中所述移動所述碎屑及所述廢漿料包括朝向所述基底板與所述基底板所附接到的中間板之間的間隙移動所述碎屑及所述廢漿料，所述間隙通過所述通道段與所述盤臂的所述開口流體連通。在一實施例中，其中所述調節包括使用具有所述調節盤的所述墊調節器對所述拋光墊的所述拋光表面執行調節，所述調節盤包括位於所述基底板的面對所述中間板的頂側中的所述通道段，所述通道段具有實質上線性的形狀。在一實施例中，其中所述排出所述碎屑及所述廢漿料是與所述拋光所述晶片的所述表面同時執行。

根據至少一個實施例，一種墊調節器包括調節盤、盤固持器及盤臂。調節盤包括具有第一貫通孔及外邊沿的基底板，以及附接到基底板的表面的研磨區。研磨區包括在其間界定至少一個通道段的至少兩個研磨段。每一通道段從第一貫通孔實質上延伸到基底板的外邊沿。調節盤所安裝到的盤固持器包括與第一貫通孔及所述至少一個通道段流體連通的第二貫通孔。盤固持器所附接到的盤臂包括沿盤臂的長度方向延伸且與盤固持器中的第二貫通孔流體連通的內部通道。在一實施例中，其中所述多個凹槽在徑向方向上延伸。在一實施例中，其中所述研磨段是楔形的。在一實施例中，其中所述研磨段是扇形的。在一實施例中，其中所述至少一個通道段占所述基底板的所述表面的表面積的約10%到約50%。在一實施例中，其中所述至少一個通道段具有比所述研磨段小至少約1000倍的研磨材料濃度。在一實施例中，其中所述至少一個通道段具有比所述基底板的半徑的約一半大的平均曲率半徑。

以上概述了若干實施例的特徵，以使所屬領域中的技術人員可更好地理解本公開的各個方面。所屬領域中的技術人員應理解，他們可容易地使用本公開作爲設計或修改其他工藝及結構的基礎來施行與本文中所介紹的實施例相同的目的和/或實現與本文中所介紹的實施例相同的優點。所屬領域中的技術人員還應認識到，此種等效構造並不背離本公開的精神及範圍，而且他們可在不背離本公開的精神及範圍的條件下在本文中作出各種改變、代替及變更。

6-6、7-7:橫截面線 10:CMP裝置 40、60、100:墊調節器 80:過程 110:晶片固持器 120:漿料臂 130:拋光墊 200、500:調節盤 210:盤臂 211:開口 231:表面 270、280:研磨顆粒 290:磨掉的顆粒 310、510:基底板 320:研磨區/表面研磨區 321、322、327、328:研磨段 323、325:通道段/非線性通道段 324、326、512、513:通道段 360、660:孔 410:致動器 420:盤固持器 421:緊固件 511、514、517、518、519:頂側段 515、516:通道段/線性通道段 520:研磨區/非分段式研磨區 530:中間板 560:間隙 570:護環 801:拋光 802:調節 803:移動 804:排出

結合附圖閱讀以下詳細說明，會最好地理解本公開的各個方面。應注意，根據本行業中的標準慣例，各種特徵並非按比例繪製。事實上，爲使論述清晰起見，可任意增大或減小各種特徵的尺寸。圖1是根據一些實施例的CMP裝置的圖。圖2是根據一些實施例的CMP裝置的墊調節器及拋光墊的圖。圖3是根據一些實施例的調節盤的圖。圖4是根據一些實施例的包括圖3所示調節盤的墊調節器的橫截面。圖5是根據一些實施例的調節盤的圖。圖6是根據一些實施例的包括圖5所示調節盤的墊調節器的橫截面。圖7是根據一些實施例的圖5所示調節盤的橫截面。圖8是根據一些實施例的調節拋光墊的方法的流程圖。

100:墊調節器

130:拋光墊

200:調節盤

210:盤臂

211:開口

231:表面

270、280:研磨顆粒

290:磨掉的顆粒

Claims

一種墊調節器，包括：調節盤，包括：基底板，具有外邊沿；研磨區，位於所述基底板的表面上；以及至少一個通道段，從所述基底板的中心周圍實質上延伸到所述基底板的所述外邊沿；盤固持器，所述調節盤安裝到所述盤固持器，所述盤固持器包括貫通孔；以及盤臂，所述調節盤安裝到所述盤臂，所述盤臂包括開口，所述開口通過所述貫通孔與所述至少一個通道段流體連通。