TW202216362A

TW202216362A - 邊緣加載環

Info

Publication number: TW202216362A
Application number: TW110134175A
Authority: TW
Inventors: 悠岱派; 正勳吳; 文Ｈ蓋葉
Original assignee: 美商應用材料股份有限公司
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2022-05-01
Also published as: US20220097202A1; WO2022066293A1; US11440159B2

Abstract

於此描述了與化學機械拋光（CMP）相關的設備和方法。邊緣加載環（ELR）配置為適配在CMP頭的固定環內側。ELR包括環形主體，環形主體具有內表面和與內表面相對的外表面，外表面具有配置為在保持環內側滑動的直徑。環形主體包括由第一材料形成的主體部分和在主體部分下方延伸的底部突出部。底部突出部具有背向主體部分的底表面，並且底部突出部由不同於第一材料的第二材料形成。環形主體包括穿過環形主體形成的通氣特徵，通氣特徵在內表面和外表面之間流體連通。

Description

邊緣加載環

於此描述的實施例一般關於在電子裝置的製造中使用的化學機械拋光（CMP）系統和處理。特別地，於此的實施例關於用於CMP拋光頭的邊緣加載環（ELR）。

化學機械拋光（CMP）通常用於半導體裝置的製造，以平面化或拋光沉積在晶體矽（Si）基板表面上的材料層。在典型的CMP處理中，基板被保持在拋光頭中，拋光頭在拋光液的存在下將基板的特徵側抵靠於旋轉的拋光墊。通常，拋光液包含一種或多種化學成分的水溶液和懸浮在水溶液中的奈米級研磨顆粒。通過藉由拋光液和基板與拋光墊的相對運動提供的化學和機械活動的結合，在與拋光墊接觸的基板的材料層表面上移除材料。

CMP還可用於製備結晶碳化矽（SiC）基板，由於其獨特的電學和熱學性質，在先進的高功率和高頻半導體裝置應用中提供優於Si基板的性能。SiC基板通常從單晶錠切片以提供具有矽終止表面（Si表面）和碳終止表面（C表面）的圓形晶圓，碳終止表面與Si表面相反。通常使用研磨（grinding）、研磨（lapping）和CMP處理操作的結合接著將Si表面和C表面的每一個處理成期望的厚度和表面光潔度。例如，CMP處理可用以平坦化Si表面和C表面的一者或兩者，以移除由先前研磨（grinding）及/或研磨（lapping）操作引起的亞表面損傷，及/或製備用於後續磊晶SiC生長在其上的SiC基板。

拋光頭包括具有複數個不同徑向區的膜，複數個不同的徑向區接觸基板。膜可包括三個或更多個區，諸如從3個區到11個區，例如，3、5、7或11個區。使用不同的徑向區，可選擇施加到以膜的背側為界的腔室的壓力以控制膜施加到基板的力的中心到邊緣輪廓，並因此控制由基板抵靠拋光墊所施加的力的中心到邊緣輪廓。

拋光頭包括圍繞膜的邊緣加載環（ELR）。可選擇施加到腔室的壓力以控制由ELR施加到基板周邊部分的力，並因此控制由基板的周邊部分抵靠於拋光墊所施加的力的輪廓。即使使用上述壓力控制，CMP操作中的一個持續問題是邊緣效應的發生，亦即，基板的最外層5-10mm的拋光過度或拋光不足。

因此，本領域所需要的是用於解決上述問題的設備和方法。

在一個實施例中，邊緣加載環（ELR）配置為適配在CMP頭的固定環內側。ELR包括環形主體，環形主體具有內表面和與內表面相對的外表面，外表面具有配置為在保持環內側滑動的直徑。環形主體包括由第一材料形成的主體部分和在主體部分下方延伸的底部突出部。底部突出部具有背向主體部分的底表面，並且底部突出部由不同於第一材料的第二材料形成。環形主體包括穿過環形主體形成的通氣特徵，通氣特徵在內表面和外表面之間流體連通。

在另一個實施例中，ELR配置為適配在CMP頭的固定環內側。ELR包括環形主體，環形主體具有內表面，內表面具有配置成將環形主體保持在拋光頭內的台階。環形主體包括與內表面相對的外表面，外表面具有配置成在保持環內側滑動的直徑。環形主體包括在內表面和外表面之間延伸的底表面，底表面配置為接觸設置在拋光頭中的基板。環形主體包括在內表面和外表面之間延伸的通氣特徵。

在又一實施例中，拋光頭包括殼體、耦接到殼體的保持環及在保持環內側耦接到殼體的膜，膜和保持環形成基板接收凹穴。拋光頭包括徑向設置在膜和保持環之間的ELR，ELR包括環形主體。環形主體具有內表面，內表面具有配置成將環形主體保持在拋光頭內的台階。環形主體包括與內表面相對的外表面，外表面具有配置成在保持環內側滑動的直徑。環形主體包括在內表面和外表面之間延伸的底表面，底表面配置為接觸設置在基板接收凹穴中的基板。環形主體包括在內表面和外表面之間延伸的通氣特徵。

在描述設備和方法的幾個示例性實施例之前，應當理解，本揭露書不限於以下描述中闡述的構造或處理步驟的細節。可設想本揭露書的一些實施例可與其他實施例結合。

本揭露書的一個或多個實施例關於在電子裝置的製造中使用的化學機械拋光（CMP）系統和處理。特別地，本揭露書的一個或多個實施例涉及用於CMP拋光頭的邊緣加載環（ELR）。在一些實施例中，ELR配置為適配在CMP頭的固定環內側。ELR包括環形主體，環形主體具有內表面和與內表面相對的外表面，外表面具有配置為在保持環內側滑動的直徑。環形主體包括由第一材料形成的主體部分和在主體部分下方延伸的底部突出部。底部突出部具有背向主體部分的底表面，並且底部突出部由不同於第一材料的第二材料形成。環形主體包括穿過環形主體形成的通氣特徵，通氣特徵在內表面和外表面之間流體連通。

在本揭露書的一個或多個實施例中，通氣特徵藉由提供穿過ELR的流體連通以增加形成在內表面、與內表面接觸的膜及與底表面接觸的基板之間的密封容積的壓力來平衡在ELR的內表面和外表面之間的壓力。有益地，跨ELR的壓力平衡可防止在ELR和基板之間的非期望的黏著，從而改善CMP操作。

第1A圖是根據一個或多個實施例的可用以實施於此闡述的方法的拋光站100a的示意性側視圖。第1B圖是包含複數個拋光站100a-c的多站拋光系統101的一部分的示意性平面圖，其中每個拋光站100b-c基本上類似於第1A圖中描述的拋光站100a。在第1B圖中，關於第1A圖中描述的拋光站100a的至少一些部件未在複數個拋光站100a-c上顯示，以減少視覺混亂。可適以受益於本揭露書的拋光系統包括可從加州聖克拉拉市的應用材料公司獲得的MIRRA ^®、MIRRA MESA ^®和DURUM ^TM平面化系統等。

如第1A圖所示，拋光站100a包括壓板102、耦合到壓板102的第一致動器104、設置在壓板102上並固定到其上的拋光墊106、設置在拋光墊106上方的流體輸送臂108、拋光頭110（以橫截面顯示）和墊調節器組件112。於此，拋光頭110懸掛在托架組件114（第1B圖）的托架臂113上，使得拋光頭110設置在拋光墊106上方並且面向那裡。托架組件114可繞托架軸線C旋轉，以在加載站103（第1B圖）之間及/或多站拋光系統101的拋光站100a-c之間移動拋光頭110，並因此移動夾持在其中的基板122。加載站103包括加載杯150（以虛線顯示），用於將基板122加載到拋光頭110。

在基板拋光期間，第一致動器104用以使壓板102圍繞壓板軸線A旋轉並且拋光頭110設置在壓板102上方並且面向那裡。拋光頭110用以推動設置在其中的基板122（以虛線顯示）的待拋光表面抵靠於拋光墊106的拋光表面，同時圍繞載體軸線B旋轉。於此，拋光頭部110包括殼體111、耦合到殼體111的環形保持環115、跨越保持環115的內徑的膜117及設置在殼體111和膜117之間的基板背襯組件200。保持環115圍繞基板122並防止基板122在拋光期間從拋光頭110滑落。膜117用以在基板加載操作期間及/或在基板拋光站之間向基板122施加向下的力並且用於將基板加載（夾住）到拋光頭110中。例如，在拋光期間，向承載腔室119提供加壓氣體以在膜117上施加向下的力並因此在與其接觸的基板122上施加向下的力。在拋光之前和之後，可向承載腔室119施加真空，使得膜117向上偏轉，以在膜117和基板122之間產生低壓凹穴，從而將基板122真空夾入拋光頭110中。

在流體輸送臂108提供的拋光液存在的情況下，基板122被推抵於墊106。通常，旋轉拋光頭110在壓板102的內半徑和外半徑之間振盪，以部分地減少拋光墊106的表面的不均勻磨損。於此，拋光頭110使用第一致動器124旋轉並且使用第二致動器126振盪。

於此，墊調節器組件112包含固定研磨調節盤120（如，金剛石浸漬盤），其可被推抵於拋光墊106，以恢復其表面及/或從其移除拋光副產物或其他碎屑。在其他實施例中，墊調節器組件112可包含刷（未顯示）。

於此，多站拋光系統101及/或其個別拋光站100a-c的操作由系統控制器136（第1A圖）促成。系統控制器136包括可程式化的中央處理單元（CPU 140），其可與記憶體142（如，非揮發性記憶體）和支持電路144一起操作。支持電路144通常耦合到CPU 140並且包含快取、時脈電路、輸入/輸出子系統、功率供應器及類似者以及它們的結合，其耦合到拋光系統101的各種部件，以促進基板拋光處理的控制。例如，在一些實施例中，CPU 140是在工業環境中使用的任何形式的通用計算機處理器中的一種（諸如可程式化邏輯控制器（PLC）），用於控制各種拋光系統部件和子處理器。耦合到CPU 140的記憶體142是非暫時性的，並且通常是本地或遠端的一種或多種容易獲得的記憶體，諸如隨機存取記憶體（RAM）、唯讀記憶體（ROM）、軟碟驅動器、硬碟或任何其他形式的數位儲存器。

於此，記憶體142是含有指令的計算機可讀儲存媒體的形式（如，非揮發性記憶體），當由CPU 140執行指令時，促進拋光系統101的操作。記憶體142中的指令是程式產品的形式，諸如實現本揭露書的方法（如，中介軟體應用、設備軟體應用等）的程式。程式代碼可符合多種不同程式語言中的任一種。在一個示例中，本揭露書可實現為儲存在計算機可讀儲存媒體上以供計算機系統使用的程式產品。程式產品的（多種）程式界定了實施例的功能（包括於此描述的方法）。

說明性的計算機可讀儲存媒體包括（但不限於）：（i）資訊可永久儲存於上的不可寫儲存媒體（如，計算機內的唯讀儲存設備，諸如可由CD-ROM驅動器讀取的CD-ROM碟，快閃記憶體、ROM晶片或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體）；（ii）可更改資訊儲存於上的可寫儲存媒體（如，磁碟驅動器中的軟碟或硬碟驅動器或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體）。這種計算機可讀儲存媒體當在承載指導於此所述的方法的功能的計算機可讀指令時是本揭露書的實施例。

第2A圖是可用於第1B圖的拋光系統101中的拋光頭110的一個實施例的示意性側視圖。第2B圖是第2A圖的一部分的放大示意側視圖。特別地，第2A-2B圖更詳細地顯示了基板背襯組件200。基板背襯組件200通常包括延伸穿過殼體111的萬向節桿202、樞轉地連接到萬向節桿202的遠端的撓性環204及耦接到撓性環204的底部邊緣的支撐板206。承載腔室119經由穿過支撐板206形成的複數個孔口208在萬向節桿202和膜117之間提供流體和壓力連通。邊緣加載環（ELR）210圍繞基板背襯組件200延伸並嚙合基板122的周邊部分122a。於此，基板122的周邊部分122a在膜117和保持環115之間徑向延伸。在一些其他實施例中，周邊部分122a被界定為基板122的外部環形區域，諸如其外部20mm。承載腔室119的加壓將ELR 210向下推抵於基板122的周邊部分122a，從而迫使基板122的周邊部分122a抵靠於拋光墊106。

ELR 210包括具有主體部分218和底部突出部220的環形主體211。在一些實施例中，主體部分218和底部突出部220一體形成，亦即，由單一材料塊形成。在一些其他實施例中，主體部分218和底部突出部220分開形成並耦接在一起（第2C-2D圖）。膜117在環形主體211的頂面212之上延伸。通過在膜117和頂面212之間形成的界面將承載腔室119中的壓力施加到環形主體211。在一些實施例中，膜117是藉由可撓密封件118（如，波紋管密封件）耦合到殼體111、保持環115或兩者，以允許ELR 210相對於殼體111的垂直運動。環形主體211具有外表面214，面向保持環115的內表面116。外表面214具有配置為在保持環115的內表面116內側滑動的直徑。在一些實施例中，在外表面214和內表面116之間的接觸限制了ELR 210的徑向移動並有助於將ELR 210保持在拋光頭110下方。環形主體211具有內表面216，內表面216接觸膜117的垂直部分117a，用於在它們之間形成密封嚙合。環形主體211包括沿內表面216形成的徑向向內延伸的台階217。台階217形成向下的肩部，肩部支撐在膜117的向上的肩部上，用於將環形主體211保持在拋光頭110內。

主體部分218由相對剛性的材料形成，諸如金屬（如，不銹鋼或陽極氧化鋁）、陶瓷、塑料（如，聚苯硫醚（PPS）或聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET））、其他類似材料，或其結合。在一個或多個實施例中，主體部分218由具有約2,500MPa或更大的拉伸模量的材料形成，以防止環形主體211在壓力下變形。

底部突出部220在主體部分218下方延伸。底部突出部220具有底表面222，底表面222遠離殼體111並朝向基板122的背側122b，用於嚙合周邊部分122a。於此，底表面222是平坦的，如，平行於基板122的背側122b。在一些其他實施例中，底表面222是彎曲的。底部突出部220包括從內表面216延伸到底表面222的內錐體226。同樣地，底部突出部220包括從外表面214延伸到底表面222的外錐體228。於此，內錐體和外錐體226、228是平直的。在一些其他實施例中，內錐體226和外錐體228是圓形的。於此，底部突出部220是環形環。在其他一些實施例中，底部突出部220包括複數個弧形突出部。在一些其他實施例中，底部突出部220包括從主體部分218延伸的複數個個別的突出部，其中複數個個別的突出部圍繞環形主體211徑向地和周向地間隔開。

底部突出部220由與主體部分218相比相對柔軟及/或可壓縮的材料形成。在一個或多個實施例中，底部突出部220由塑料形成，如，聚氨酯（PU）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚醚醚酮（PEEK）、聚四氟乙烯（PTFE）、其他類似材料或它們的結合。在一些實施例中，主體部分218和底部突出部220由相同的材料一體地形成，包括上述任何材料，但不限於此。在一些其他實施例中，主體部分218和底部突出部220分開形成並耦接在一起。在主體部分218由金屬形成的一些實施例中，主體部分218被機械加工並且底部突出部220耦接到或模製到主體部分218上。替代地，在主體部分218由塑料形成的實施例中，主體部分218和底部突出部220耦接或共同模製在一起。

第2C-2D圖是示例性ELR 210的放大側截面圖，其中主體部分218和底部突出部220分開形成。參考第2C圖，底部突出部220使用黏合劑242耦合到主體部分218。黏合劑242接觸主體部分218的底面218a和底部突出部220的頂面220a，以在它們之間形成牢固的附接。參考第2D圖，底部突出部220使用複數個緊固件244（如，螺釘）耦接到主體部分218。在一些實施例中，複數個緊固件244圍繞軸線C周向間隔開。應當理解，在第2D圖的截面圖中僅顯示了一個這樣的緊固件。主體部分218包括複數個孔口218b（如，埋頭孔）穿過其中形成，用於接收設置在其中的複數個緊固件244。形成在主體部分218中的複數個孔口218b的每一個與形成在底部突出部220的頂面220a中的相應螺紋孔220b對齊。從主體部分218的底面218a延伸的複數個緊固件244的每一個被螺紋連接到底部突出部220的相應螺紋孔220b，以在它們之間形成牢固的附接。

在一些實施例中，當與硬度大於背側硬度的材料接觸時，基板122的背側122b對被劃傷敏感。例如，在一些實施例中，主體部分218的硬度大於背側硬度。為了防止刮傷背側122b，底部突出部220可由硬度約等於或小於背側硬度的材料形成。例如，在一些實施例中，基板122的背側122b是SiC基板的碳終止表面（C表面），並且底部突出部220具有約等於或小於C表面的硬度的硬度值以防止其刮傷。

在具有非順應性及/或不可壓縮底部突出部220的實施例中，即使當環形主體211和基板122的界面表面基本平坦且在公差內時，環形主體211的底表面222和基板122的背側122b在其間形成三點接觸，這導致界面處的應力集中。為了將ELR 210的向下力分佈在基板122的更大面積上並減輕應力集中，底部突出部220由與主體部分218相比具有更大順應性及/或可壓縮性的材料形成。在這樣的實施例中，形成底部突出部220的材料具有高於閾值的剛性，以向基板122提供高於最小功能向下力。

在一些實施例中，底部突出部220在結構上包含閉孔泡沫（closed cell foam）。在這樣的實施例中，其中環形主體211的底表面222接觸基板122，在基板122、膜117和環形主體211的內表面216之間形成密封容積224。在操作期間，在具有閉孔泡沫結構的實施例中，在密封容積224內形成真空壓力，從而導致在ELR 210和基板122之間的吸力和非期望的黏附。替代地，在底部突出部220在結構上包含開孔泡沫（open cell foam）的實施例中，動態壓力平衡由於空氣從ELR 210外側通過開孔結構流到密封容積224而發生。由開孔泡沫結構提供的動態壓力平衡可釋放吸力並防止在ELR 210和基板122之間的非期望黏附。在於此所述的一些實施例中，向ELR 210添加一個或複數個通氣特徵提供了動態壓力平衡，即使在底部突出部220在結構上包含閉孔泡沫結構的實施例中也是如此。

第3A圖是具有一個或多個垂直通氣特徵230的ELR 210的側截面圖。第3B圖是第3A圖的一部分的放大側視圖。第3C圖是沿第3B圖的截面線3C-3C截取的側截面圖。在一些實施例中，ELR 210包括1到20個垂直特徵230，諸如從1個到10個，諸如從1個到5個，諸如從1個到3個，諸如一個、兩個或三個垂直特徵230。在一個或多個實施例中，垂直特徵230圍繞ELR 210的圓周均勻地間隔開。在一些其他實施例中，垂直特徵230不均勻地間隔開。垂直特徵230包括形成在環形主體211的內表面216中的槽232。於此，槽232的縱向軸線與底表面222正交，如，垂直延伸。在一些其他實施例中，槽232的縱向軸線相對於底表面222以不同的角度定向，諸如相對於底表面222從約60°到約90°。垂直特徵230進一步包括通道234，通道234從槽232穿過環形主體211徑向延伸到外表面214。於此，通道234的縱向軸線與槽232的縱向軸線正交並且平行於底表面222，如，水平延伸。在一些其他實施例中，通道234的縱向軸線相對於底表面222以不同的角度定向，諸如相對於底表面222從約0°到約30°。於此，通道234的橫截面面積是恆定的。在一些其他實施例中，通道234的橫截面積沿其縱向軸線變化。

槽232形成在內表面216中。槽232具有寬度wl和深度dl。在一些實施例中，寬度w1為約60密耳或更小，諸如從約20密耳至約60密耳，諸如從約30密耳至約50密耳。槽232與膜117的垂直部分117a相鄰。在一些實施例中，當膜117被加壓時，與槽232相鄰的垂直部分117a可膨脹進入並阻塞槽232，從而限制或防止壓力平衡。有利地，在槽232具有約60密耳或更小的寬度w1的實施例中，與具有寬度w1大於約60密耳的實施例相比，膜117向槽232中的膨脹相對有限。於此，槽232具有沿著槽232的背面232a的正方形角落，以在當膜117膨脹到槽232中時防止膜117符合背面232a。在一些其他實施例中，沿著背面232a的角落是圓形的。槽232具有圓形的角落，其中槽232與內表面216相交以防止損壞膜117。

在一些實施例中，深度dl為約60密耳或更小，諸如從約20密耳至約60密耳，諸如從約30密耳至約50密耳。在一些實施例中，寬度w1和深度d1為約相等。在一些其他實施例中，寬度w1大於深度d1。於此，槽232在x-y平面中具有矩形橫截面。在一些其他實施例中，槽232的橫截面可為方形、圓形（round）（如，圓形（circular））或其他簡單的形狀。

於此，當ELR 210接觸基板122時，槽232延伸至底表面222，從而破壞在底表面222和背側122b之間的界面。在此類實施例中，界面的破壞可導致由於應力集中或刮擦而在背側122b上形成不均勻的標記。有利地，在槽232具有約60密耳或更小的深度d1的實施例中，與深度d1大於約60密耳的實施例相比，不均勻標記是相對有限的。在第3D-3F圖所示的一些其他實施例中，槽232形成在內表面216中，向密封容積224打開，而不延伸到底表面222，使得在底表面222和基板122的背側122b之間的界面是連續的。內表面216沿著主體部分218和環形主體211的底部突出部220延伸。在一些實施例中，槽232形成在主體部分218的內表面216中而不沿著底部突出部220延伸到內表面216的一部分。

通道234在槽232的背面232a和外表面214之間徑向穿過環形主體211。通道234提供從ELR 210的外側到密封容積224的流體連通和壓力平衡。在一些實施例中，通道234的直徑約等於或小於寬度w1。

第4A圖是ELR 210的側截面圖，其中底部突出部220包括複數個水平通氣特徵240。第4B圖是沿第4A圖的截面線4B-4B截取的放大側截面圖。在第4A-4B圖所示的實施例中，水平特徵240形成在底表面222中。在一些其他實施例中，水平特徵240延伸穿過內表面216，向密封容積224打開，而不延伸到底表面222（第4C-4D圖）。水平特徵240通過在內表面216和外表面214之間的環形主體211徑向形成。水平特徵240提供從ELR 210的外側到密封容積224的流體連通和壓力平衡。於此，ELR 210包括圍繞圓周均勻間隔開的五個水平特徵240。應當理解，在第4A和4C圖的截面圖中僅顯示了三個這樣的水平特徵240。在一些其他實施例中，底部突出部220包括從1個至20個水平特徵240，諸如從1個至10個，諸如從1個至5個，諸如從1個至3個，諸如一個、兩個或三個水平特徵240。在一個或多個實施例中，水平特徵240圍繞ELR 210的圓周均勻地間隔開。在一些其他實施例中，水平特徵240不均勻地間隔開。在第4A-4D圖所示的實施例中，水平特徵240是矩形的。在一些其他實施例中，水平特徵240是圓形（round）的（如，圓形（circular））（第4E圖），或具有另一種簡單的形狀。於此，水平特徵240的縱向軸線平行於底表面222，如，水平延伸。在一些其他實施例中，水平特徵240的縱向軸線相對於底表面222以不同的角度定向，諸如相對於底表面222從約0°到約30°。於此，水平特徵240的橫截面積的大小是恆定的。在一些其他實施例中，水平特徵240的橫截面積沿其縱向軸線變化。

在操作中，拋光設置在拋光頭110中的基板122包括相對於拋光墊106旋轉拋光頭110。在旋轉期間，拋光頭110的承載腔室119被加壓，從而迫使ELR 210的環形主體211抵靠於基板122。環形主體211的底部突出部220嚙合基板122的背側122b。在操作期間，在環形主體211的內表面216和外表面214之間的壓力藉由在內表面216和外表面214之間延伸的一個或多個垂直或水平通氣特徵230、240提供流體連通而相等。在一些實施例中，平衡在內表面216和外表面214之間的壓力包括增加形成在內表面216、基板122和膜117之間的密封容積224的壓力。

雖然上文涉及本揭露書的實施例，但是在不背離其基本範圍的情況下可設計本揭露書的其他和進一步的實施例，並且其範圍由以下的申請專利範圍決定。

100a:拋光站 100b:拋光站 100c:拋光站 101:多站拋光系統 102:壓板 103:加載站 104:第一致動器 106:拋光墊 108:流體輸送臂 110:拋光頭 111:殼體 112:墊調節器組件 113:托架臂 114:托架組件 115:保持環 116:內表面 117:膜 117a:垂直部分 118:可撓密封件 119:承載腔室 120:固定研磨調節盤 122:基板 122a:周邊部分 122b:背側 124:第一致動器 126:第二致動器 136:系統控制器 140:CPU 142:記憶體 144:支持電路 150:加載杯 200:基板背襯組件 202:萬向節桿 204:撓性環 206:支撐板 208:孔口 210:邊緣加載環（ELR） 211:環形主體 212:頂面 214:外表面 216:內表面 217:台階 218:主體部分 218a:底面 218b:孔口 220:底部突出部 220a:頂面 220b:螺紋孔 222:底表面 224:密封容積 226:內錐體 228:外錐體 230:垂直通氣特徵 232:槽 232a:背面 234:通道 240:水平通氣特徵 242:黏合劑 244:緊固件

為了能夠詳細理解本揭露書的上述特徵的方式，可藉由參考實施例而獲得上面簡要概述的本揭露書的更具體的描述，其中一些實施例顯示在附隨的圖式中。然而，應當注意，附隨的圖式僅顯示示例性實施例並且因此不應被認為是對其範圍的限制，可允許其他等效的實施例。

第1A圖是根據一個或多個實施例的可用以實施於此闡述所述的方法的示例性拋光站的示意性側視圖。

第1B圖是根據一個或多個實施例的可用以實施於此闡述的方法的多站拋光系統的一部分的示意性平面圖。

第2A圖是可用於第1B圖的拋光系統中的拋光頭的一個實施例的示意性側視圖。

第2B圖是第2A圖的一部分的放大示意側視圖。

第2C-2D圖是可用於第2A圖的拋光頭中的示例性ELR的放大側截面圖。

第3A圖是可用於第2A圖的拋光頭中的邊緣加載環（ELR）的一個實施例的側截面圖。

第3B圖是第3A圖的一部分的放大側視圖。

第3C圖是沿第3B圖的截面線3C-3C截取的側截面圖。

第3D圖是可用於第2A圖的拋光頭的ELR的另一個實施例的側截面圖。

第3E圖是第3D圖的一部分的放大側視圖。

第3F圖是沿第3E圖的截面線3F-3F截取的側截面圖。

第4A圖是可用於第2A圖的拋光頭中的ELR的又一實施例的側截面圖。

第4B圖是沿第4A圖的截面線4B-4B截取的放大側截面圖。

第4C圖是可用於第2A圖的拋光頭中的ELR的又一實施例的側截面圖。

第4D圖是沿第4C圖的截面線4D-4D截取的放大側截面圖。

第4E圖是可用於第2A圖的拋光頭中的ELR的又一實施例的側截面圖。

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式共有的相同元件。可預期，一個實施例的元件和特徵可有益地合併到其他實施例中，而無需進一步敘述。

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

106:拋光墊

110:拋光頭

111:殼體

115:保持環

117:膜

119:承載腔室

122:基板

124:第一致動器

200:基板背襯組件

202:萬向節桿

204:撓性環

206:支撐板

208:孔口

210:邊緣加載環(ELR)

Claims

一種邊緣加載環（ELR），配置為適配在一化學機械拋光（CMP）頭的一固定環內側，該ELR包含：一環形主體，包括：一內表面；一外表面，與該內表面相對，該外表面具有配置為在一保持環內側滑動的一直徑；一主體部分，由一第一材料形成；一底部突出部，在該主體部分下方延伸，該底部突出部具有背向該主體部分的一底表面，並且該底部突出部由不同於該第一材料的一第二材料形成；及一通氣特徵，穿過該環形主體形成，該通氣特徵在該內表面和該外表面之間流體連通。
如請求項1所述之ELR，其中該主體部分和該底部突出部分別形成並耦合在一起，其中該第一材料包含一金屬，並且其中該第二材料包含一塑料。
如請求項2所述之ELR，其中該底部突出部使用一黏合劑或複數個緊固件的至少一種而耦接到該主體部分。
如請求項1所述之ELR，其中該主體部分和該底部突出部一體地形成。
如請求項1所述之ELR，其中該底部突出部包括複數個突出部。
如請求項1所述之ELR，其中該第一材料具有一第一硬度，並且其中該第二材料具有小於該第一硬度的一第二硬度。
如請求項1所述之ELR，其中該通氣特徵包含：一槽，形成於該內表面中；及一通道，從該槽通過該環形主體徑向延伸到該外表面。
如請求項7所述之ELR，其中該槽的一縱向軸線與該底表面正交，並且其中該通道的一縱向軸線與該槽的該縱向軸線正交。
如請求項7所述之ELR，其中該槽形成在該主體部分的該內表面中，而不沿著該底部突出部延伸到該內表面的一部分。
如請求項7所述之ELR，其中該槽具有約60密耳或更小的一寬度。
如請求項1所述之ELR，其中該通氣特徵形成在該底部突出部中而不延伸到該主體部分，並且其中該通氣特徵延伸穿過該底表面。
如請求項1所述之ELR，其中該通氣特徵形成在該底部突出部中而不延伸到該主體部分，並且其中該通氣特徵延伸穿過該內表面而不延伸到該底表面。
一種邊緣加載環（ELR），配置為適配在一化學機械拋光（CMP）頭的一固定環內側，該ELR包含：一環形主體，包括：一內表面，具有配置成將該環形主體保持在該拋光頭內的一台階；一外表面，與該內表面相對，該外表面具有配置成在一保持環內側滑動的一直徑；一底表面，在該內表面和該外表面之間延伸，該底表面配置為接觸設置在該拋光頭中的一基板；及一通氣特徵，在該內表面和該外表面之間延伸。
如請求項13所述之ELR，其中該通氣特徵配置為與形成在該基板、該內表面和與該內表面接觸的一膜之間的一密封容積流體連通。
如請求項13所述之ELR，其中該環形主體進一步包含：一主體部分，其中該主體部分由具有一第一硬度的一第一材料形成，該第一材料具有約2,500MPa或更大的一拉伸模量；及一底部突出部，在該主體部分下方延伸，其中該底部突出部由一第二材料形成，該第二材料具有小於該第一硬度的一第二硬度。
如請求項15所述之ELR，其中該底表面配置為接觸該基板的一背側，其中該第一硬度大於該背側的一硬度，並且其中該第二硬度等於或小於該背側的該硬度。
如請求項15所述之ELR，其中該主體部分和該底部突出部分別形成並耦合在一起，其中該第一材料包含一金屬，並且其中該第二材料包含一塑料。
一種拋光頭，包含：一殼體；一保持環，耦接到該殼體；一膜，在該保持環內側耦接到該殼體，該膜和該保持環形成一基板接收凹穴；及一邊緣加載環（ELR），徑向設置在該膜和該保持環之間，該ELR包括一環形主體，該環形主體具有：一內表面，具有配置成將該環形主體保持在該拋光頭內的一台階；一外表面，與該內表面相對，該外表面具有配置成在該保持環內側滑動的一直徑；一底表面，在該內表面和該外表面之間延伸，該底表面配置為接觸設置在該基板接收凹穴中的一基板；及一通氣特徵，在該內表面和該外表面之間延伸。
如請求項18所述之拋光頭，其中該通氣特徵包含：一槽，形成於該內表面中；及一通道，從該槽通過該環形主體徑向延伸到該外表面。
如請求項18所述之拋光頭，其中該環形主體進一步包含：一主體部分，其中該主體部分由具有一第一硬度的一第一材料形成；及一底部突出部，在該主體部分下方延伸，其中該底部突出部由一第二材料形成，該第二材料具有小於該第一硬度的一第二硬度，其中該通氣特徵形成在該底部突出部中而不延伸到該主體部分，並且其中該通氣特徵延伸穿過該底表面。