TW202228916A - 用於改善ｃｍｐ性能的工作臺表面修改和高性能墊調節 - Google Patents

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Abstract

本文的實施例總體上涉及用於當與從基板徑向地向內的區域相比時減小在基板的周邊邊緣處或附近的不均勻材料去除率的化學機械拋光(CMP)系統和方法。在一個實施例中，一種拋光系統包括：基板載體，所述基板載體包括用於在拋光製程期間包圍待處理基板的環形扣環；以及拋光工作臺。拋光工作臺包括圓柱形金屬主體，所述圓柱形金屬主體具有墊安裝表面。墊安裝表面包括多個拋光區，所述多個拋光區包括具有圓形形狀或環形形狀的第一區、外接第一區的第二區、以及外接第二區的第三區。第二區的表面從與第二區相鄰第一區和第三區的表面凹入，並且第二區的寬度小於環形扣環的外徑。

Description

用於改善CMP性能的工作臺表面修改和高性能墊調節
本文描述的實施例總體上涉及半導體元件製造，並且更具體地涉及在半導體元件製造中使用的化學機械拋光(CMP)系統和與之相關的基板處理方法。
化學機械拋光(CMP)通常用於製造高密度積體電路，以平坦化或拋光沉積在基板上的材料層。CMP製程在半導體元件製造中的一種常見的應用是體膜（bulk film）的平坦化，例如金屬前介電質(pre-metal dielectric；PMD)或層間介電質(interlayer dielectric；ILD)拋光，其中下面的二維或三維特徵在待平坦化材料表面的表面中形成凹槽和突起。其他常見的應用包括淺溝槽隔離(STI)和層間金屬互連形成，其中CMP製程用於從具有設置在其中的STI或金屬互連特徵的材料層的暴露表面(場)去除通孔、觸點或溝槽填充材料(覆層)。
在典型的CMP製程中，拋光墊安裝到可旋轉拋光工作臺。在拋光液的存在下，將基板的材料表面推靠在拋光墊上。典型地，拋光液是懸浮在水溶液中的一種或多種化學活性組分和磨蝕顆粒的水溶液，例如，CMP漿料。使用基板載體來將基板的材料表面推靠在拋光墊上。典型的基板載體包括抵靠基板的背表面設置的膜、囊狀物或背板以及外接基板的環形扣環。膜、囊狀物或背板用於在基板載體圍繞載體軸線旋轉時對基板施加下壓力。扣環在基板被推靠在拋光墊上時包圍基板，並且用於防止基板從基板載體滑落。通過由拋光液、基板與拋光墊的相對運動、以及施加在抵靠在拋光墊上的基板上的下壓力提供的化學和機械活動的組合，在基板的與拋光墊接觸的表面上去除材料。
一般來講，CMP製程性能是參考從基板的表面的材料去除率和在基板的表面上的材料去除率的均勻性(去除率均勻性)來表徵。在介電體膜平坦化製程中，在基板的表面上的不均勻材料去除率可能會導致在CMP後剩餘的介電材料的不良的平面度和/或不期望的厚度變化。在金屬互連CMP應用中，因不良的局部平坦化和/或不均勻材料去除率而造成的金屬損失可能會引起金屬特徵的有效電阻的不期望的變化，由此影響元件性能和可靠度。因此，在基板的表面上的不均勻材料去除率可能不利地影響元件性能和/或導致元件失效，這會造成形成在基板上的可用元件的產量受抑制。
通常，當與針對從周邊邊緣徑向地向內設置的位置計算的材料去除率的平均值相比時，不均勻材料去除率在基板的周邊邊緣附近(例如，在300mm直徑基板的周邊邊緣的6mm內)的表面區域中更明顯。在基板邊緣處的不均勻材料去除率被認為至少部分地是由拋光墊「回彈」效應和跨基板在拋光介面的前緣與後緣之間的不均勻流體分配的組合而引起的。拋光墊回彈效應被認為至少部分地是由用於將扣環施加到拋光墊上的下壓力比用於將基板的材料表面推靠在拋光墊上的下壓力更高、這引起在拋光墊和基板邊緣的介面處的更高的接觸壓力而引起的。不均勻流體分配也被認為至少部分地是由扣環與拋光墊之間相互作用以在拋光介面的前緣與後緣之間創建不均勻流體厚度而引起的。上述問題的先前和正在進行的解決方案集中在更複雜的基板載體和扣環設計上。不幸的是，此類基板載體和/或扣環設計可能是不期望地昂貴和複雜的。
因此，本領域中需要解決上述問題的解決方案。
本文的實施例總體上涉及用於當與從基板徑向地向內的區域相比時減小在所述基板的周邊邊緣處或附近的不均勻材料去除率的化學機械拋光(CMP)系統和方法。
在一個實施例中，一種拋光系統包括：基板載體，所述基板載體包括用於在拋光製程期間包圍待處理基板的環形扣環；以及拋光工作臺。拋光工作臺包括圓柱形金屬主體，所述圓柱形金屬主體具有墊安裝表面。墊安裝表面包括多個拋光區，所述多個拋光區包括具有圓形形狀或環形形狀的第一區、外接第一區的第二區、以及外接第二區的第三區。這裡，在第一區和第三區中的墊安裝表面的至少部分限定平面，所述平面與拋光工作臺的旋轉軸線正交，在第二區中的墊安裝表面從所述平面凹入，並且第二區的寬度小於環形扣環的外徑。
在另一個實施例中，一種拋光基板的方法包括將基板推靠在拋光墊的表面上，其中拋光墊設置在拋光工作臺的墊安裝表面上。墊安裝表面包括多個拋光區，所述多個拋光區包括具有圓形形狀或環形形狀的第一區、外接第一區的第二區、以及外接第二區的第三區。這裡，在第一區和第三區中的墊安裝表面的至少部分限定平面，所述平面與拋光工作臺的旋轉軸線正交，在第二區中的墊安裝表面從所述平面凹入。
在另一個實施例中，一種拋光工作臺包括圓柱形金屬主體，所述圓柱形金屬主體具有墊安裝表面。墊安裝表面包括多個拋光區，所述多個拋光區包括具有圓形形狀或環形形狀的第一區、外接第一區的第二區、以及外接第二區的第三區。這裡，第一區和第三區的墊安裝表面的至少部分限定平面，所述平面與拋光工作臺的旋轉軸線正交，在第二區中的墊安裝表面從所述平面凹入，並且第二區的寬度小於環形扣環的外徑。
本揭示內容的實施例總體上涉及化學機械拋光(CMP)系統，並且更具體地，涉及用於當與從基板徑向地向內的區域相比時減小在該基板的周邊邊緣處或附近的不均勻材料去除率的拋光工作臺和方法。典型地，根據CMP製程的類型，在基板的周邊邊緣附近的材料去除率可能小於或大於在從該邊緣徑向地向內設置的位置的材料去除率的平均值。在基板邊緣處所得的不均勻去除率通常分別表徵為「慢邊緣」或「快邊緣」材料去除率分佈。慢邊緣和快邊緣材料去除率分佈被認為至少部分地是由組合的在基板邊緣處的拋光墊「回彈」效應和在基板的材料表面與拋光墊的拋光介面處的不均等拋光液分配引起的。圖1B中示意性地示出了快邊緣材料去除率分佈50的示例，其中在基板邊緣附近的第一徑向位置處的相對更快的材料去除率與在從基板邊緣徑向地向內的位置處的更慢的材料去除率之間的差異被示出為Δ RR。
墊回彈效應的示例示意性地示出於圖1A中，圖1A示出了在拋光墊12與被推靠在其上的基板13之間的拋光介面10的截面圖。這裡，使用包括柔性膜24和環形扣環26的基板載體16來將基板13推靠在拋光墊12上。柔性膜24對基板13施加下壓力，同時基板載體16以及因此基板13和拋光墊12圍繞它們相應的軸線旋轉以提供在它們之間的相對運動。扣環26包圍基板13，並且用於容納基板13和在拋光期間將基板13定位在柔性膜24下方，即，用於防止基板13從基板載體16滑落。
一般來講，為了在所期望的拋光介面10處容納基板13，在扣環26上施加下壓力，所述下壓力大於並獨立於施加在基板13上的下壓力。在扣環26與在扣環26附近的基板13的周邊邊緣之間的不均勻壓力分配導致在拋光墊12在扣環26下方移動時，拋光墊12在扣環26的外邊緣和內邊緣處變形或回彈。這種墊回彈效應15不期望地造成在基板13與拋光墊12之間的基板邊緣和從基板邊緣徑向地向內的點處的不均勻接觸壓力分配。
除了墊回彈效應之外，CMP材料速率均勻性還由在拋光介面處在表面與流體之間的複雜摩擦相互作用以及它們之間的相對運動確定。例如，不受理論束縛，通常認為，在拋光介面處的拋光液層在基板的前緣處可能相對薄(因為拋光墊在其下方旋轉)，並且朝著後緣逐漸地變厚。在基板的前緣與後緣之間的這種不均勻拋光液厚度可能進一步導致與從基板邊緣徑向地向內的點處相比的在基板邊緣處的不同(例如，不均勻)材料去除率。
因此，本文的實施例提供了拋光系統和拋光方法，所述拋光系統和拋光方法被設計成顯著地減小和/或減弱在基板的前拋光邊緣和後拋光邊緣處的墊回彈效應並且顯著地改善與其相關聯的本來不均勻的材料去除率分佈。有利地，進一步認為，本文描述的拋光系統和拋光方法減小在基板表面上的拋光液厚度變化，以改善可能由此而引起的不均勻材料去除率分佈。
圖2A是根據一個實施例的被配置為實踐本文闡述的方法的拋光系統200的示意性俯視圖。圖2B是拋光系統200的示意性剖面圖。圖2C是墊調節器組件208的示意性側視圖和拋光系統200的一部分的剖面圖。圖2A-2C中的任一者示出的拋光系統200的部件中的一些部件未在其他剩餘圖中示出，以便減少視覺混亂。
這裡，拋光系統200包括拋光工作臺202、基板載體204、流體遞送臂206、墊調節器組件208和系統控制器210。拋光工作臺202的特徵在於圓柱形工作臺主體214和設置在工作臺主體214的表面上的低黏附性材料層216，以提供拋光墊安裝表面218。工作臺主體214典型地由合適地剛性、輕質且耐拋光液腐蝕的材料形成，諸如鋁、鋁合金(例如，6061鋁)或不銹鋼。低黏附性材料層216典型地包括由一種或多種含氟聚合物前驅物或可熔融加工的含氟聚合物形成的聚合物材料。低黏附性材料層216合乎期望地減小一旦拋光墊212已經達到其使用壽命的終點就從拋光墊安裝表面218移除拋光墊212所需的力的大小，並且進一步保護工作臺主體214的金屬免受不期望的拋光液引起的腐蝕。
這裡，墊安裝表面218包括圍繞工作臺軸線A形成的多個同心區220a至220c。多個同心區220a至220c包括圓形(當從上向下觀察時)或環形第一區220a、外接第一區220a的環形第二區220、以及從第二區220b徑向地向外並外接第二區220b設置的環形第三區220c。
這裡，在第二區220b中的墊安裝表面218從平面P凹入距離Z。平面P由在第一區220a和第三區220c中的墊安裝表面218限定，在一些實施例中，並且如圖2B所示，第一區220a和第三區220c中的墊安裝表面218基本上彼此共面。在例如在第一區220a和第三區220c中的墊安裝表面218彼此不共面一些實施例中，平面P可由物體限定，所述物體具有放置在第一區220a和第三區220c之上並與第一區220a和第三區220c接觸以跨越凹入第二區220b的平面表面。例如，在圖2B中，平面P由定位在工作臺上以跨越第二區220b的寬度W並在其任一側延伸了在約25mm與約100mm之間、諸如在約25mm與約50mm之間或在約50mm與約100mm之間的距離的基板載體的扣環的表面限定。在一些實施例中，平面P與拋光工作臺202的旋轉軸線A正交。
在一些實施例中，在第二區220b中的墊安裝表面218從平面P凹入約20μm或更大、約30μm或更大、約40μm或更大、約50μm或更大或約60μm或更大的距離Z。在一些實施例中，距離Z在約20μm與約500μm之間，諸如在約20μm與約400μm之間、在約20μm與約300μm之間、在約20μm與約250μm之間或在約20μm與約200μm，諸如在約20μm與約150μm之間。在一些實施例中，距離Z在約50μm與約500μm之間，諸如在約50μm與約400μm之間、在約50μm與約400μm之間、在約50μm與約300μm之間、在約50μm之間與約250μm或在約50μm與約150μm之間。
在圖2B中，在第二區220b中的墊安裝表面218是基本上平面的，並且平行於由第一區220a和第三區220c的表面形成的平面。因此，距離Z(1)在第二區220b中的凹入墊安裝表面218的寬度W上基本上恆定。在其他實施例中，在第二區220b中的凹入表面不平行於由第一區220a和第三區220c的墊安裝表面形成的平面和/或在所述凹入表面的寬度W上基本上不平坦。例如，在一些實施例中，當在剖面中觀察時，在第二區220b中的墊安裝表面218可具有大體上凸出的形狀，並且距離Z(1)是在寬度W上從平面P到在第二區220b中的表面測量的多個距離的平均值。
在一些實施例中，在第二區220b中的凹入墊安裝表面218的寬度W小於待拋光基板213的直徑，例如為基板的直徑D的約0.9×(倍)或更小、約0.8×或更小、約0.75×或更小、約0.7×或更小、約0.65×或更小、約0.6×或更小、約0.55或更小，或者待拋光基板的直徑D的約0.5×或更小。例如，對於被大小設定和配置用於處理300mm直徑基板的拋光工作臺202，在第二區220b中的凹入墊安裝表面218的寬度W可以是約270mm或更小。在一個實施例中，大小設定為拋光300mm直徑基板的拋光工作臺202具有在約350mm與約400mm之間、諸如約380mm的半徑R(1)。在一個實施例中，第二區220b的內半徑R(2)大於半徑R(1)的約0.15×，第二區220b的外半徑R(3)小於半徑R(1)的約0.85×，並且第二區220b的寬度W至少為半徑R(1)的約0.15×。適當的縮放可用於被配置為處理不同大小的基板的拋光工作臺，例如，用於被配置為處理450mm、200mm或150mm直徑基板的拋光工作臺。
在一些實施例中，在第三區220c中的墊安裝表面218與在第二區220b中的墊安裝表面218不共面。例如，在一些實施例中，在第三區220中的墊安裝表面218在由在第一區220a中的墊安裝表面218形成的平面上方或下方(在重力方向上)。在一些實施例中，在第三區220c中的墊安裝表面218是傾斜的，諸如圖3所示和所述。
在一些實施例中，環形第二區220b的位置和大小設定為使得在拋光期間，基板213的至少一部分設置在第二區220b的凹入墊安裝表面218之上並跨越凹入墊安裝表面218，並且基板213的至少一部分設置在與第二區220b相鄰的第一區220a和第三區220c的墊安裝表面218之上。因此，在基板處理期間，旋轉的基板載體204的遠側區域和設置在其中的待拋光基板213同時地設置在第一區220a和第三區220c中的墊安裝表面218之上。與此同時，第二區220b的凹入墊安裝表面218圍繞工作臺軸線A旋轉以在旋轉的基板載體204的前緣222a和後緣222b(圖2A)和設置在基板載體204中的待拋光基板213的下方通過。
典型地，拋光墊212由一個或多個聚合物材料層形成，並且使用壓敏黏合劑固定到墊安裝表面218a至218c。用於形成拋光墊212的聚合物材料可以是相對柔順的，或者可以是剛性的，並且在其拋光表面中形成有通道或溝槽以允許拋光墊212符合在第二區220b中的凹入墊安裝表面218以及與第二區220b相鄰的第一區220a和第三區220c的墊安裝表面218。因此，在區220a至220c中的每一者中的拋光墊212的拋光表面具有與如上文針對工作臺202的墊安裝表面218所述的基本上相同的形狀和相對尺寸。
這裡，旋轉的基板載體204用於在拋光墊212圍繞工作臺軸線A旋轉時對基板213施加下壓力以將基板213的材料表面推靠在拋光墊212上。如圖所示，基板載體204的特徵在於柔性膜224和環形扣環226。在基板拋光期間，柔性膜224對設置在其下方的基板213的非活性表面(背表面)施加下壓力。扣環226包圍基板213以防止在拋光墊212在基板213下方移動時基板213從基板載體204滑落。典型地，基板載體204被配置為對扣環226施加下壓力，所述下壓力獨立於對基板213施加的下壓力。在一些實施例中，基板載體204在拋光工作臺的徑向方向上振盪以部分地減少設置在其下方的拋光墊212的不均勻磨損。
典型地，在由流體遞送臂206遞送的一種或多種拋光液的存在下，基板213被推靠在拋光墊212上。典型的拋光液包括由其中懸浮有磨蝕顆粒的水溶液形成的漿料。通常，拋光液含有一種或多種化學活性成分，所述一種或多種化學活性成分用於改性基板213的材料表面，由此使得能夠對其進行化學機械拋光。
墊調節器組件208(圖2C)用於通過在基板213的拋光之前、之後或期間將調節盤228推靠在拋光墊212的表面上來調節拋光墊212。這裡，墊調節器組件208包括調節盤228、用於圍繞軸線C旋轉調節盤228的第一致動器230、將第一致動器230耦接到第二致動器234的調節器臂232、旋轉位置感測器235、第三致動器236和位移感測器238。第二致動器234用於圍繞軸線D擺動調節器臂232，由此使調節盤228在拋光墊212的內半徑和外半徑之間來回掃動。位置感測器235耦接到第二致動器234，並且用於確定調節器臂232的角位置，所述角位置進而可用於確定在調節盤掃過拋光墊212時調節盤228在拋光墊212上的徑向位置。第三致動器236用於在調節盤228被推靠在拋光墊212上時對調節盤228施加下壓力。這裡，第三致動器236在靠近第二致動器234且遠離調節盤228的位置處耦接到臂232的端部。
典型地，調節盤228使用萬向節耦接到第一致動器230，所述萬向節允許調節盤228在調節盤228被推靠在拋光墊212的表面上時維持與拋光墊212的表面的平行關係。這裡，調節盤228包括固定的磨蝕調節表面，例如嵌入在金屬合金中的金剛石，並且用於研磨和恢復拋光墊212的表面並從拋光墊212的表面去除拋光副產物或其他碎屑。典型地，調節盤228具有在約80mm與約130mm之間、諸如在約90mm與約120mm之間或例如約108mm(4.25英寸)的直徑。在一些實施例中，調節盤228的直徑小於第二區220b的寬度W，使得調節盤228可在其在第二區220b中調節期間維持與拋光墊212的表面接觸。
這裡，位移感測器238是電感感測器，其測量渦流以確定在感測器238的端部到設置在感測器238下方的工作臺主體214的金屬表面之間的距離Z(2)。位移感測器238與位置感測器235結合地使用，以確定在第二區220b中的拋光墊212的表面和在與第二區220b相鄰的第一區220a和第三區220c中的拋光墊212的表面相距的凹入距離Z(3)。
在一些實施例中，墊調節器組件208用於維持在第二區220b中的拋光墊212的表面相對於在與第二區220b相鄰的第一區220a和第三區220c中的拋光墊212的表面的凹入關係。在那些實施例中，系統控制器210可用於改變在第二區220b中調節盤228的停留時間和/或調節盤228上的下壓力。如本文所使用，停留時間是指隨著工作臺202旋轉以移動在工作臺202下面的拋光墊212，在調節盤228從拋光墊212的內半徑掃到外半徑時，調節盤228在徑向位置處花費的平均持續時間。例如，在第二區220b中每cm 2的拋光墊表面積的調節停留時間可相對於在與第二區220b相鄰的第一區220a和/或第三區220c中的一者或兩者中每cm 2的拋光墊表面積的調節停留時間增加或減少。
這裡，拋光系統200的操作(包括墊調節組件208的操作)由系統控制器210(圖2A)促成。系統控制器210包括可程式設計中央處理單元(CPU 240)，所述可程式設計中央處理單元(CPU 240)可與記憶體242(例如，非揮發性記憶體)和支援電路244一起操作。例如，在一些實施例中，CPU 240是在工業環境中使用的任何形式的通用電腦處理器中的一者，諸如可程式設計邏輯控制器(PLC)，以用於控制各種拋光系統部件和子處理器。耦接到CPU 240的記憶體242是非暫時性的，並且典型地是易獲得的記憶體中的一者或多者，諸如隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、軟碟機、硬碟或任何其他形式的數位存儲，本地的或遠端的。支援電路244常規地耦接到CPU 240，並且包括耦接到拋光系統200的各種部件的快取記憶體、時鐘電路、輸入/輸出子系統、電源等以及上述項的組合，以促成對基板拋光製程的控制。
在本文中，記憶體242是含有指令的電腦可讀存儲媒體的形式(例如，非揮發性記憶體)，所述指令在由CPU 240執行時促成拋光系統200的操作。說明性電腦可讀存儲媒體包括但不限於：(i)在其上永久地存儲資訊的不可寫存儲媒體(例如，在電腦內的唯讀記憶體裝置，諸如可由CD-ROM驅動器讀取的CD-ROM盤、快閃記憶體、ROM晶圓或任何類型的固態非揮發性半導體記憶體)；以及(ii)在其上存儲可變更資訊的可寫存儲媒體(例如，在磁碟機或硬碟驅動器內的軟碟或任何類型的固態隨機存取半導體記憶體)。在記憶體242中的指令是程式產品的形式，諸如實現本揭示內容的方法的程式(例如，仲介軟體應用程式、裝備軟體應用程式等)。在一些實施例中，本揭示內容可被實現為存儲在用於與電腦系統一起使用的非暫時性電腦可讀存儲媒體上的程式產品。因此，程式產品的（多個）程式定義實施例(包括本文描述的方法)的功能。
圖3A是可用於代替圖2A-2B中的拋光工作臺202的拋光工作臺302的一部分的示意性剖面圖。這裡，工作臺302具有墊安裝表面318，墊安裝表面318包括圍繞工作臺軸線A形成的多個同心區320a至320c。多個同心區320a至320c包括圓形(當從上向下觀察時)或環形第一區320a、外接第一區320a的環形第二區320b、以及從第二區320b徑向地向外並外接該第二區設置的環形第三區320c。工作臺302可包括上述工作臺202的特徵中的任一者或組合。
這裡，在第三區320c中的墊安裝表面318從與在第二區320b中的墊安裝表面318的相交處向上地傾斜到工作臺302的周向邊緣或在其附近的位置。例如，對於大小設定為用於300mm直徑基板的工作臺主體314，環形第三區320b可具有在約250mm與約355mm之間、諸如在約280與約330mm之間的內半徑。典型地，在那些實施例中，在第三區320c中的墊安裝表面318從平面P凹入平均距離Z(平均)，平均距離Z(平均)是在第二區320b中的墊安裝表面的凹槽Z(1)的約2/3×或更小，諸如約1/2×或更小。這裡，平面P由第一區和第三區的墊安裝表面的至少部分限定，並且與旋轉軸線A正交地設置。
圖4是說明根據一個實施例的拋光基板的方法400的圖，可使用圖2A-2C描述的拋光系統200來執行方法400。在活動402處，方法400包括將基板推靠在拋光墊的表面上。這裡，拋光墊設置在拋光工作臺的墊安裝表面上並且固定到所述墊安裝表面。墊安裝表面包括多個拋光區，諸如具有圓形形狀或環形形狀的第一區、鄰近並外接第一區設置的第二區、以及鄰近並外接第二區設置的第三區。這裡，在第二區中的表面從與第二區相鄰的第一區和第三區的表面凹入，並且第二區的寬度小於基板的直徑。在活動404處，所述方法可選地包括使基板在拋光墊的內半徑與外半徑之間振盪。
在一些實施例中，方法400進一步包括：在活動406處，將調節盤推靠在拋光墊的表面上；在活動408處，確定調節盤相對於拋光工作臺的徑向位置；以及在活動410處，使用來自位移感測器的測量和調節盤的所確定的徑向位置來確定在多個拋光區中的每一者中的拋光墊的厚度。在一些實施例中，方法400進一步包括在活動412處，基於在多個拋光區中的一者或多者中的拋光墊的所確定的厚度來改變在所述多個拋光區中的一者或多者中的調節停留時間或調節下壓力。
有利地，方法400可用於顯著地減小在拋光介面的前緣和後緣處的墊回彈效應並減小在其上的不均勻拋光液厚度分配。因此，方法400可用於基本上減弱或減小不期望的「快邊緣」或「慢邊緣」材料去除率分佈。
儘管上述內容針對的是本揭示內容的實施例，但是在不脫離本揭示內容的基本範圍的情況下，可設想本揭示內容的其他和進一步實施例，並且本揭示內容的範圍由所附申請專利範圍確定。
10:拋光介面 12:拋光墊 13:基板 15:回彈效應 16:基板載體 24:柔性膜 26:扣環 50:快邊緣材料去除率分佈 200:拋光系統 202:拋光工作臺 204:基板載體 206:流體遞送臂 208:墊調節器組件 210:系統控制器 212:拋光墊 213:基板 214:工作臺主體 216:低黏附性材料層 218:拋光墊安裝表面 218b:墊安裝表面 218c:墊安裝表面 220a:第一區 220b:第二區 220c:第三區 222a:前緣 222b:後緣 224:柔性膜 226:環形扣環 228:調節盤 230:第一致動器 232:調節器臂 234:第二致動器 235:旋轉位置感測器 236:第三致動器 238:位移感測器 240:CPU 242:記憶體 244:支援電路 302:拋光工作臺 314:工作臺主體 318:墊安裝表面 320a:第一區 320b:第二區 320c:第三區 400:方法 402:活動 404:活動 406:活動 408:活動 410:活動 412:活動 C:軸線 D:直徑 P:平面 R(1):半徑 R(2):半徑 R(3):半徑 Z(1):凹槽 Z(2):距離 Z(3):凹入距離 Z(avg):平均距離
為了可詳細地理解本揭示內容的上述特徵的方式，可參考實施例來得到以上簡要地概述的本揭示內容的更特定的描述，其中一些實施例在附圖中示出。然而，需注意，附圖僅示出本揭示內容的典型實施例，並且因此不應被視為對其範圍的限制，因為本揭示內容可允許其他等效實施例。
圖1A示意性地示出了跨基板半徑的不均勻材料去除率。
圖1B是拋光介面的一部分的示意性特寫截面圖。
圖2A-2C示意性地示出了根據本文描述的實施例形成的拋光系統。
圖3是根據一個實施例的可用於代替圖2A-2C描述的拋光工作臺的拋光工作臺的示意性剖面圖。
圖4是說明根據一個實施例的拋光基板的方法的圖。
為了促進理解，已經盡可能地使用相同的附圖標記標示各圖共有的相同元素。設想的是，一個實施例中公開的元素可有益地用在其他實施例上，而無需進行特定表述。
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
200:拋光系統
202:拋光工作臺
204:基板載體
206:流體遞送臂
208:墊調節器組件
210:系統控制器
212:拋光墊
213:基板
214:工作臺主體
216:低黏附性材料層
218b:墊安裝表面
218c:墊安裝表面
224:柔性膜
226:環形扣環
228:調節盤
234:第二致動器
236:第三致動器
240:CPU
242:記憶體
244:支援電路

Claims (20)

  1. 一種拋光系統，包括： 一基板載體，該基板載體包括一環形扣環，該環形扣環被配置為在一拋光製程期間包圍一待處理基板；以及 一可旋轉拋光工作臺，該拋光工作臺包括一圓柱形金屬主體，該圓柱形金屬主體具有一墊安裝表面，其中 該墊安裝表面包括多個拋光區，該等多個拋光區包括具有一圓形形狀或環形形狀的一第一區、外接該第一區的一第二區、以及外接該第二區的一第三區， 在該第一區和該第三區中的該墊安裝表面的至少部分限定一平面， 該平面與該拋光工作臺的一旋轉軸線正交， 在該第二區中的該墊安裝表面從該平面凹入，並且 該第二區的一寬度小於該環形扣環的一外徑。
  2. 如請求項1所述的拋光系統，其中在該第三區中的該墊安裝表面從與在該第二區中的該墊安裝表面的相交處向上傾斜到從該第二區徑向地向外設置的一半徑。
  3. 如請求項1所述的拋光系統，其中在該第二區中的該墊安裝表面的至少一部分從該平面凹入約20μm或更大的距離。
  4. 如請求項1所述的拋光系統，進一步包括一墊調節器組件，該墊調節器組件包括一調節器臂，該調節器臂用於使一調節盤掃過設置在該拋光工作臺上的一拋光墊的一表面，其中該調節盤具有小於該第二區的該寬度的一直徑，其中該墊調節器組件進一步包括一感測器，該感測器耦接到該調節器臂，並且該感測器被配置為確定在該調節臂與設置在該調節臂下方的該拋光工作臺的一表面之間的一距離。
  5. 如請求項4所述的拋光系統，進一步包括一非暫時性電腦可讀媒體，該非暫時性電腦可讀媒體上存儲有在由一處理器執行時用於執行處理一基板的一方法的指令，該方法包括以下步驟： 將一基板推靠在一拋光墊的一表面上，該拋光墊設置在該拋光工作臺的該墊安裝表面上； 將該調節盤推靠在該拋光墊的該表面上； 確定該調節盤相對於該拋光工作臺的一徑向位置； 使用該感測器和該調節盤的該徑向位置來確定在該等多個區中的每一者中的該拋光墊的一厚度；以及 基於在該等多個拋光區中的一者或多者中的該拋光墊的所確定的厚度來改變在該等多個拋光區中的該一者或多者中的調節停留時間或調節下壓力中的一者或兩者。
  6. 如請求項5所述的拋光系統，其中該方法包括改變該調節停留時間，使得在該第二區中每cm 2的拋光墊表面積的該調節停留時間大於在該第一區或該第三區中的任一者中每cm 2的拋光墊表面積的該調節停留時間。
  7. 一種拋光基板的方法，包括以下步驟： 使用一基板載體將一基板推靠在一拋光墊的一表面上，該拋光墊設置在一拋光工作臺的一墊安裝表面上，其中 該墊安裝表面包括多個拋光區，該等多個拋光區包括具有一圓形形狀或環形形狀的一第一區、外接該第一區的一第二區、以及外接該第二區的一第三區， 該第一區和該第三區的該墊安裝表面的至少部分限定一平面， 該平面與該拋光工作臺的一旋轉軸線正交，並且 在該第二區中的該墊安裝表面從該平面凹入。
  8. 如請求項7所述的方法，其中在該第三區中的該墊安裝表面從與在該第二區中的該墊安裝表面的相交處向上傾斜到從該第二區徑向地向外設置的一半徑。
  9. 如請求項7所述的方法，進一步包括以下步驟： 將一調節盤推靠在該拋光墊的該表面上； 確定該調節盤相對於該拋光工作臺的一徑向位置； 使用一感測器和該調節盤的該徑向位置來確定在該等多個拋光區中的每一者中的該拋光墊的一厚度；以及 基於在該等多個拋光區中的一者或多者中的該拋光墊的所確定的厚度來改變在該等多個拋光區中的該一者或多者中的調節停留時間或調節下壓力中的一者或兩者。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該調節盤具有小於該第二區的一寬度的一直徑。
  11. 如請求項10所述的方法，其中使用一墊調節器組件將該調節盤推靠在該拋光墊上，該墊調節器組件包括一調節器臂， 該調節器臂用於使該調節盤掃過該拋光墊的該表面，其中 該感測器耦接到該調節臂，並且 該感測器被配置為確定在該調節臂與設置在該調節臂下方的該拋光工作臺的一表面之間的一距離。
  12. 如請求項11所述的方法，其中在該第二區中每cm 2的拋光墊表面積的該調節停留時間大於在該第一區或該第三區中的任一者中每cm 2的拋光墊表面積的該調節停留時間。
  13. 如請求項7所述的方法，其中 該基板載體包括一環形扣環，該環形扣環包圍該基板， 該第二區的一寬度小於該環形扣環的一外徑。
  14. 如請求項13所述的方法，其中在該第二區中的該墊安裝表面的至少一部分從該平面凹入約20μm或更大的距離。
  15. 一種拋光工作臺，包括： 一圓柱形金屬主體，該圓柱形金屬主體具有一墊安裝表面，其中 該墊安裝表面包括多個拋光區，該等多個拋光區包括具有一圓形形狀或環形形狀的一第一區、外接該第一區的一第二區、以及外接該第二區的一第三區， 該第一區和該第三區的該墊安裝表面的至少部分限定一平面， 該平面與該拋光工作臺的一旋轉軸線正交，並且 在該第二區中的該墊安裝表面從該平面凹入。
  16. 如請求項15所述的拋光工作臺，其中在該第三區中的該墊安裝表面從與在該第二區中的該墊安裝表面的相交處向上傾斜到從該第二區徑向地向外設置的半徑。
  17. 如請求項16所述的拋光工作臺，其中在該第二區中的該墊安裝表面的至少一部分從該平面凹入約20μm或更大的一距離。
  18. 如請求項17所述的拋光工作臺，其中該墊安裝表面包括一含氟聚合物材料塗層，並且該第二區的該凹入表面至少部分地形成在該聚合物材料中。
  19. 如請求項17所述的拋光工作臺，其中該第二區的該凹入表面至少部分地形成在該圓柱形金屬主體中，並且該墊安裝表面包括設置在該圓柱形金屬主體上的一含氟聚合物材料塗層。
  20. 如請求項15所述的拋光工作臺，其中 該第二區的一內半徑大於該墊安裝表面的該半徑的約0.15×， 該第二區的一外半徑小於該墊安裝表面的該半徑的約0.85×，並且 該第二區的一寬度至少為該墊安裝表面的該半徑的約0.15×。
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