TW202243809A - Polishing system - Google Patents
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Abstract
Description
本發明實施例是有關於一種拋光系統及用於工件的化學機械拋光的方法。The embodiments of the present invention relate to a polishing system and a method for chemical mechanical polishing of workpieces.
半導體積體電路(integrated circuit,IC)行業已經歷快速增長。IC材料及設計的技術進步已生產出幾代IC,其中每一代具有比前一代更小且更複雜的電路。然而,這些進步增加了處理及製造IC的複雜性,且為實現這些進步,IC處理及製造出現了發展。舉例來說,已實施例如化學機械拋光(chemical mechanical polishing,CMP)製程等平面化技術來對晶圓或位於晶圓之上的一層或多層特徵進行平面化,以便減小晶圓的厚度、從經處理表面移除過量的材料或為後續製造製程準備經處理表面。The semiconductor integrated circuit (IC) industry has experienced rapid growth. Technological advances in IC materials and design have produced several generations of ICs, each with smaller and more complex circuits than the previous generation. However, these advances have increased the complexity of handling and manufacturing ICs, and to enable these advances, IC processing and manufacturing have evolved. For example, planarization techniques, such as chemical mechanical polishing (CMP) processes, have been implemented to planarize the wafer or one or more layers of features on the wafer in order to reduce the thickness of the wafer, thereby The treated surface removes excess material or prepares the treated surface for subsequent manufacturing processes.
根據本發明的實施例,一種化學機械拋光(CMP)系統包括:第一CMP頭,被配置成保持工件,其中所述第一CMP頭包括跨及第一壓力控制板設置的多個第一壓力元件;以及第二CMP頭,被配置成保持所述工件,其中所述第二CMP頭包括跨及第二壓力控制板設置的多個第二壓力元件,其中跨及所述第一壓力控制板的所述多個第一壓力元件的分佈不同於跨及所述第二壓力控制板的所述多個第二壓力元件的分佈。According to an embodiment of the present invention, a chemical mechanical polishing (CMP) system includes a first CMP head configured to hold a workpiece, wherein the first CMP head includes a plurality of first pressure plates disposed across a first pressure control plate an element; and a second CMP head configured to hold the workpiece, wherein the second CMP head includes a plurality of second pressure elements disposed across a second pressure control plate, wherein the first pressure control plate is straddled The distribution of the plurality of first pressure elements is different from the distribution of the plurality of second pressure elements across the second pressure control plate.
根據本發明的實施例,一種用於執行拋光製程的拋光系統包括:第一拋光設備,包括第一台板及第一化學機械拋光(CMP)頭,其中所述第一CMP頭被配置成對工件的待拋光表面執行第一CMP製程,其中所述第一CMP頭包括多個第一同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第一同心壓力元件的第一環形保持環;第二拋光設備,包括第二台板及第二CMP頭,其中所述第二CMP頭被配置成對所述工件的所述待拋光表面執行第二CMP製程,其中所述第二CMP頭包括多個第二同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第二同心壓力元件的第二環形環,其中所述多個第二同心壓力元件的寬度分別不同於所述多個第一同心壓力元件的寬度;表面測量設備,定位於所述第一台板及所述第二台板上,其中所述表面測量設備被配置成在執行所述第一CMP製程及所述第二CMP製程的同時即時測量所述工件的所述待拋光表面的平面度,其中在所述第二CMP製程期間由所述多個第二同心壓力元件施加的壓力是基於在所述第一CMP製程之後所述待拋光表面的所測量的所述平面度;以及運輸設備,被配置成在所述第一拋光設備與所述第二拋光設備之間運輸所述工件。According to an embodiment of the present invention, a polishing system for performing a polishing process includes: a first polishing device including a first platen and a first chemical mechanical polishing (CMP) head, wherein the first CMP head is configured to The surface to be polished of the workpiece performs a first CMP process, wherein the first CMP head includes a plurality of first concentric pressure elements and a first annular retaining ring surrounding the plurality of first concentric pressure elements in the lateral direction; the second Polishing equipment, including a second platen and a second CMP head, wherein the second CMP head is configured to perform a second CMP process on the surface to be polished of the workpiece, wherein the second CMP head includes a plurality of A second concentric pressure element and a second annular ring laterally surrounding the plurality of second concentric pressure elements, wherein the widths of the plurality of second concentric pressure elements are respectively different from those of the plurality of first concentric pressure elements width; surface measurement equipment positioned on the first platen and the second platen, wherein the surface measurement equipment is configured to perform real-time while performing the first CMP process and the second CMP process measuring the flatness of the surface to be polished of the workpiece, wherein the pressure applied by the plurality of second concentric pressure elements during the second CMP process is based on the to-be-polished surface after the first CMP process the measured flatness of a surface; and a transport device configured to transport the workpiece between the first polishing device and the second polishing device.
根據本發明的實施例,一種用於工件的化學機械拋光(CMP)的方法包括:利用第一CMP頭對所述工件的前側表面執行第一CMP製程,所述第一CMP頭具有跨及所述第一CMP頭的多個第一壓力元件的第一分佈;測量所述工件的所述前側表面的平面度;以及利用第二CMP頭對所述工件的所述前側表面執行第二CMP製程,所述第二CMP頭具有跨及所述第二CMP頭的多個第二壓力元件的第二分佈,其中由所述多個第二壓力元件施加的壓力是基於所述工件的所述前側表面的所測量的所述平面度,且其中所述第二分佈不同於所述第一分佈。According to an embodiment of the present invention, a method for chemical mechanical polishing (CMP) of a workpiece includes: performing a first CMP process on the front side surface of the workpiece using a first CMP head, the first CMP head having a a first distribution of a plurality of first pressure elements of the first CMP head; measuring the flatness of the front side surface of the workpiece; and performing a second CMP process on the front side surface of the workpiece using a second CMP head , the second CMP head has a second distribution across a plurality of second pressure elements of the second CMP head, wherein the pressure exerted by the plurality of second pressure elements is based on the front side of the workpiece The measured flatness of a surface, and wherein the second distribution is different from the first distribution.
本公開提供用於實施本公開的不同特徵的許多不同的實施例或實例。以下闡述元件及佈置的具體實例以簡化本公開。當然,這些僅為實例而非旨在進行限制。舉例來說,在以下說明中,在第二特徵之上或第二特徵上形成第一特徵可包括其中第一特徵與第二特徵被形成為直接接觸的實施例,且也可包括其中在第一特徵與第二特徵之間可形成附加特徵從而使得第一特徵與第二特徵可不直接接觸的實施例。另外,本公開可在各種實例中重複使用參考編號和/或字母。此種重複使用是出於簡單及清晰的目的,且自身並不表示所論述的各種實施例和/或配置之間的關係。The present disclosure provides many different embodiments, or examples, for implementing different features of the disclosure. Specific examples of components and arrangements are set forth below to simplify the present disclosure. Of course, these are examples only and are not intended to be limiting. For example, in the following description, forming a first feature on or over a second feature may include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact, and may also include embodiments in which the first and second features are formed in direct contact. An embodiment in which an additional feature may be formed between a feature and a second feature such that the first feature and the second feature may not be in direct contact. Additionally, this disclosure may repeat reference numbers and/or letters in various instances. Such re-use is for simplicity and clarity and does not in itself indicate a relationship between the various embodiments and/or configurations discussed.
此外,為易於說明,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)”及類似用語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。除圖中所繪示的取向以外,所述空間相對性用語還旨在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),且本文所使用的空間相對性描述語可同樣相應地加以解釋。In addition, for ease of description, for example, "beneath", "below", "lower", "above", etc. may be used herein. Spatially relative terms such as "upper" and similar terms describe the relationship of one element or feature to another (other) element or feature illustrated in the figures. The spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. The device may be at other orientations (rotated 90 degrees or at other orientations) and the spatially relative descriptors used herein interpreted accordingly.
此外,為易於說明,本文中可使用“第一”、“第二”、“第三”等來在一個圖或一系列圖的不同元件之間作出區分。“第一”、“第二”、“第三”等不旨在闡述對應的元件,而僅是一般識別符。舉例來說,結合第一圖所述的“第一介電層”可能未必對應於結合一些實施例所述的“第一介電層”,而是可對應於其他實施例中的“第二介電層”。Also, for ease of description, "first," "second," "third," etc. may be used herein to distinguish between different elements of a figure or series of figures. "First", "second", "third", etc. are not intended to recite corresponding elements, but are merely general identifiers. For example, the "first dielectric layer" described in connection with the first figure may not necessarily correspond to the "first dielectric layer" described in connection with some embodiments, but may correspond to the "second dielectric layer" in other embodiments. dielectric layer".
根據一些化學機械拋光(CMP)系統,台板被拋光墊覆蓋且被配置成旋轉所述拋光墊。拋光頭佈置在拋光墊之上,且被配置成支撐及旋轉工件。拋光頭包括跨及拋光頭的同心壓力區帶設置的多個壓力元件。所述多個壓力元件被配置成利用變化的力將位於工件的前側上的對應同心表面按壓到拋光墊中。位於工件的前側上的這些同心表面可稱為待拋光工件表面。可調整所述多個壓力元件的壓力,以便實現所期望工件厚度。漿料(slurry)分佈系統包括佈置在拋光墊之上的一個或多個噴嘴,且被配置成通過噴嘴向拋光墊提供漿料。漿料包括化學組分及研磨組分。由於按壓力及漿料,工件的待拋光表面經歷化學拋光及機械拋光。According to some chemical mechanical polishing (CMP) systems, a platen is covered by a polishing pad and configured to rotate the polishing pad. A polishing head is disposed over the polishing pad and is configured to support and rotate a workpiece. The polishing head includes a plurality of pressure elements disposed across a concentric pressure zone of the polishing head. The plurality of pressure elements are configured to press corresponding concentric surfaces on the front side of the workpiece into the polishing pad with varying force. These concentric surfaces on the front side of the workpiece may be referred to as workpiece surfaces to be polished. The pressure of the plurality of pressure elements can be adjusted to achieve a desired workpiece thickness. A slurry distribution system includes one or more nozzles disposed over the polishing pad and configured to provide slurry to the polishing pad through the nozzles. Slurries include chemical components and abrasive components. Due to the pressing force and the slurry, the surface of the workpiece to be polished undergoes chemical polishing and mechanical polishing.
前述CMP系統的一個挑戰是,所述多個壓力元件可能無法跨及對應的同心壓力區帶均勻地分佈壓力。此部分地可歸因於壓力元件的處理工具限制,且導致工件的對應於同心壓力區帶的待拋光表面的厚度變化。舉例來說,由CMP頭的第一壓力元件施加的壓力在第一同心壓力區帶的中心區中可能比在第一同心壓力區帶的週邊區中大。因此,相依於所施加的壓力,工件的前側的位於相鄰同心壓力區帶之間的區域可能經受或多或少的拋光,進而使得工件的這些區域具有並非所期望的不同工件厚度。此可能導致工件具有不良的工件厚度均勻性及顯著大的總厚度變化(total thickness variation,TTV)(例如,大於約0.35微米(um))。顯著大的TTV可能會在後續處理步驟中引起例如蝕刻不足、不良接合界面等問題,所述問題可能導致裝置故障和/或改變設置在工件上/之上的電子裝置的電性質。One challenge of the aforementioned CMP systems is that the multiple pressure elements may not distribute pressure evenly across the corresponding concentric pressure zones. This is attributable in part to process tool limitations of the pressure elements and results in variations in the thickness of the workpiece's surface to be polished corresponding to the concentric pressure zones. For example, the pressure exerted by the first pressure element of the CMP head may be greater in the central region of the first concentric pressure zone than in the peripheral region of the first concentric pressure zone. Consequently, depending on the applied pressure, regions of the front side of the workpiece between adjacent concentric pressure zones may experience more or less polishing, resulting in these regions of the workpiece having undesirably different workpiece thicknesses. This can result in workpieces with poor workpiece thickness uniformity and significantly large total thickness variation (TTV) (eg, greater than about 0.35 micrometers (um)). A significantly large TTV may cause problems in subsequent processing steps such as insufficient etching, poor bonding interface, etc., which may lead to device failure and/or alter the electrical properties of electronic devices disposed on/over the workpiece.
本發明的各種實施例是針對一種改善的CMP系統以及一種用於對工件進行拋光以改善工件厚度均勻性的相關聯方法。所述CMP系統包括被配置成對工件執行第一CMP製程的第一CMP頭及被配置成對工件執行第二CMP製程的第二CMP頭。第一CMP頭包括在第一壓力控制板上跨及多個第一同心壓力區帶進行分佈的多個第一壓力元件。此外,第二CMP頭包括在第二壓力控制板上跨及多個第二同心壓力區帶進行分佈的多個第二壓力元件。所述多個第一壓力元件跨及第一壓力控制板的分佈不同於所述多個第二壓力元件跨及第二壓力控制板的分佈。Various embodiments of the present invention are directed to an improved CMP system and an associated method for polishing a workpiece to improve workpiece thickness uniformity. The CMP system includes a first CMP head configured to perform a first CMP process on a workpiece and a second CMP head configured to perform a second CMP process on the workpiece. The first CMP head includes a plurality of first pressure elements distributed across a first plurality of concentric pressure zones on a first pressure control plate. Additionally, the second CMP head includes a second plurality of pressure elements distributed across a second plurality of concentric pressure zones on the second pressure control plate. The distribution of the plurality of first pressure elements across the first pressure control plate is different from the distribution of the plurality of second pressure elements across the second pressure control plate.
在CMP系統的操作期間,第一CMP頭對工件執行第一CMP製程,以實現所期望工件厚度。因此,相依於所施加的壓力,工件的位於所述多個第一同心壓力區帶中的相鄰同心壓力區帶之間的區域可能經歷或多或少的拋光。工件的這些區域具有並非所期望的不同工件厚度,進而使得工件在第一CMP製程之後具有顯著大的TTV(例如,大於約0.35 um)。隨後,第二CMP頭對工件執行第二CMP製程。由於所述多個第二壓力元件具有與所述多個第一壓力元件不同的分佈,因此第二CMP頭被配置成補償在第一CMP製程期間實現的非期望工件厚度。舉例來說,所述多個第二壓力元件中的每一壓力元件可在位於所述多個第一壓力元件中的相鄰壓力元件之間的區域之上連續地延伸。因此,第二CMP頭可補償工件的位於所述多個第一同心壓力區帶中的所述相鄰同心壓力區帶之間的區域中的非期望工件厚度。此部分地導致工件具有更精確的平面化,進而使得工件在第二CMP製程之後的TTV是顯著小的(例如,小於約0.3 um)。During operation of the CMP system, a first CMP head performs a first CMP process on a workpiece to achieve a desired workpiece thickness. Consequently, regions of the workpiece between adjacent concentric pressure zones of the plurality of first concentric pressure zones may experience more or less polishing, depending on the applied pressure. These regions of the workpiece have undesirably different workpiece thicknesses, thereby causing the workpiece to have a significantly large TTV (eg, greater than about 0.35 um) after the first CMP process. Subsequently, the second CMP head performs a second CMP process on the workpiece. Since the second plurality of pressure elements has a different distribution than the first plurality of pressure elements, the second CMP head is configured to compensate for an undesired workpiece thickness achieved during the first CMP process. For example, each pressure element of the second plurality of pressure elements may extend continuously over an area between adjacent pressure elements of the first plurality of pressure elements. Accordingly, the second CMP head may compensate for an undesired workpiece thickness in a region of the workpiece located between the adjacent concentric pressure zones of the plurality of first concentric pressure zones. This, in part, results in a more precise planarization of the workpiece, which in turn causes the TTV of the workpiece after the second CMP process to be significantly smaller (eg, less than about 0.3 um).
圖1A到圖1C示出化學機械拋光(CMP)系統100的各種圖的一些實施例,化學機械拋光(CMP)系統100包括第一CMP頭106及第二CMP頭114。圖1A示出CMP系統100的一些實施例的示意圖。圖1B示出第一CMP頭106的一些實施例的剖視圖。圖1C示出第二CMP頭114的一些實施例的剖視圖。1A-1C illustrate some embodiments of various views of a chemical mechanical polishing (CMP)
CMP系統100包括第一拋光設備102,第一拋光設備102包括第一台板104及第一CMP頭106。第一CMP頭106附接到在第一台板104之上延伸的第一支撐臂108的第一端部,且第一支撐臂108的第二端部錨固在與第一台板104相鄰的點處(例如,錨固到CMP系統100的殼體)。第一CMP頭106被例如配置成當工件105定位在第一台板104上時對工件105(例如,半導體晶圓)執行第一CMP製程。在此種實施例中,在第一CMP製程期間,工件105定位在第一CMP頭106與第一台板104之間。此外,第二拋光設備110在側向上相鄰於第一拋光設備102且包括第二台板112及第二CMP頭114。第二CMP頭114附接到在第二台板112之上延伸的第二支撐臂116的第一端部,且第二支撐臂116的第二端部錨固在與第二台板112相鄰的點處(例如,錨固到CMP系統100的殼體)。第二CMP頭被例如配置成當工件105定位在第二台板112上時對工件105執行第二CMP製程。在此種實施例中,在第二CMP製程期間,工件105定位在第二CMP頭114與第二台板112之間。在一些實施例中,第一支撐臂108及第二支撐臂116可為例如伸縮式的。第一拋光設備102及第二拋光設備110界定拋光站(polishing station)118。在一些實施例中,可提供任意數目的拋光站和/或拋光站118可包括任意數目的拋光設備。舉例來說,可與拋光站118相鄰地設置第二拋光站119。在各種實施例中,第二拋光站119的第一CMP頭106及第二CMP頭114可不同於拋光站118的第一CMP頭106及第二CMP頭114。The
參照圖1B,第一CMP頭106包括上部殼體138、環形保持環136、第一壓力控制板139及跨及第一壓力控制板139設置的多個第一壓力元件140a到140e。此外,在第一台板104上在第一CMP頭106與第一台板104之間設置有拋光墊107。第一CMP頭106被配置成將工件105保持在環形保持環136的側壁之間。所述多個第一壓力元件140a到140e設置在工件105之上且被配置成向工件105的背側的對應同心區上施加獨立量的吸力或壓力。此種吸力或壓力向工件105施加力,進而使得工件105的前側壓靠拋光墊107。工件105壓靠拋光墊107的力將控制設置在工件105的前側上的材料的移除速率。此外,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一壓力控制板139分別設置在多個第一同心壓力區帶A1到A5中。舉例來說,第一CMP頭106的第一壓力元件140a設置在同心壓力區帶A1中,第一CMP頭106的第二壓力元件140b設置在在側向上環繞第一CMP頭106的第一壓力元件140a的同心壓力區帶A2中,第三壓力元件140c設置在在側向上環繞第一CMP頭106的第二壓力元件140b的同心壓力區帶A3中,以此類推。所述多個第一同心壓力區帶A1到A5對應於位於工件105的前側上的可在對應CMP製程期間被拋光的同心表面。位於工件105的前側上的這些同心表面可稱為待拋光工件表面。Referring to FIG. 1B , the
參照圖1C,第二CMP頭114包括上部殼體138、環形保持環136、第二壓力控制板142及跨及第二壓力控制板142設置的多個第二壓力元件144a到144e。此外,在第二台板112上在第二CMP頭114與第二台板112之間設置有拋光墊107。第二CMP頭114被配置成將工件105保持在環形保持環136的側壁之間。所述多個第二壓力元件144a到144e設置在工件105之上且被配置成向工件105的背側的對應同心區上施加獨立量的吸力或壓力。此外,所述多個第二壓力元件144a到144e跨及第二壓力控制板142分別設置在多個第二同心壓力區帶B1到B5中。舉例來說,第二CMP頭114的第一壓力元件144a設置在同心壓力區帶B1中,第二CMP頭114的第二壓力元件144b設置在在側向上環繞第二CMP頭114的第一壓力元件144a的同心壓力區帶A2中,第三壓力元件144c設置在在側向上環繞第二CMP頭114的第二壓力元件144b的同心壓力區帶A3中,以此類推。所述多個第二同心壓力區帶B1到B5對應於位於工件105的前側上的可在對應CMP製程期間被拋光的同心表面。Referring to FIG. 1C , the
在各種實施例中,第一壓力控制板139的直徑等於第二壓力控制板142的直徑,進而使得所述多個第一壓力元件140a到140e跨及與所述多個第二壓力元件144a到144e相同的區域進行分佈。在進一步的實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一壓力控制板139的分佈不同於所述多個第二壓力元件144a到144e跨及第二壓力控制板142的分佈。In various embodiments, the diameter of the first
在一些實施例中,在CMP系統100的操作期間,第一CMP頭106被配置成對工件105執行第一CMP製程,進而使得所述多個第一壓力元件140a到140e各自在工件105的背側上施加力。所述多個第一壓力元件140a到140e的壓力可被調整以便實現所期望工件厚度。舉例來說,可對壓力進行選擇,以便通過所述多個第一壓力元件140a到140e施加足夠的力,以使工件105被向下壓在拋光墊107上且被平面化到預定程度。在各種實施例中,由於處理工具限制,所述多個第一壓力元件140a到140e中的壓力元件可能無法跨及對應的同心壓力區帶A1到A5均勻地分佈壓力。舉例來說,由第一CMP頭106的第一壓力元件140a施加的壓力在同心壓力區帶A1的中心區中可能比在同心壓力區帶A1的週邊區中(例如,在第一CMP頭106的第一壓力元件140a的圓周邊緣附近)大。因此,相依於所施加的壓力,工件105的前側的位於相鄰同心壓力區帶A1到A5之間的區域可能經歷或多或少的拋光,進而使得工件105的這些區域具有並非所期望的不同工件厚度。此可能導致工件105在第一CMP製程之後具有顯著大的TTV(例如,大於約0.35 um)。In some embodiments, during operation of the
因此,在一些實施例中,為避免非期望工件厚度,第二CMP頭114被配置成在執行第一CMP製程之後執行第二CMP製程。在第二CMP製程期間,所述多個第二壓力元件144a到144e各自在工件105的背側上施加力。在一些實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e的壓力被調整以便實現所期望工件厚度,且可被配置成補償在第一CMP製程期間實現的非期望工件厚度。舉例來說,所述多個第二壓力元件144a到144e中的壓力元件可在位於所述多個第一壓力元件140a到140e中的相鄰壓力元件之間的區域之上連續地延伸,進而使得所述多個第二壓力元件144a到144e可補償工件105的前側的位於相鄰同心壓力區帶A1到A5之間的區域中的非期望工件厚度。此部分地導致工件105具有更精確的平面化,進而使得工件105在第二CMP製程之後的TTV是顯著小的(例如,小於約0.3 um)。因此,由於所述多個第二壓力元件144a到144e的分佈不同於所述多個第一壓力元件140a到140e的分佈,因此可實現均勻的平面化,進而使得工件105具有顯著小的TTV。Therefore, in some embodiments, to avoid undesired workpiece thicknesses, the
此外,所述多個第一壓力元件140a到140e分別具有多個第一寬度141a到141e。在一些實施例中,第一CMP頭106的第一壓力元件140a可被配置成圓形壓力元件,且第一CMP頭106的第二壓力元件、第三壓力元件、第四壓力元件及第五壓力元件140b到140e可分別被配置成環形壓力元件(即,環狀壓力元件)。因此,所述多個第一寬度141a到141e中的第一寬度141a可例如對應於第一CMP頭106的第一壓力元件140a的直徑。此外,所述多個第一寬度141a到141e中的第二寬度、第三寬度、第四寬度及第五寬度141b到141e可例如分別對應於第一CMP頭106的第二壓力元件、第三壓力元件、第四壓力元件及第五壓力元件140b到140e的環形環寬度。在各種實施例中,所述多個第一寬度141a到141e中的第二寬度、第三寬度、第四寬度及第五寬度141b到141e可彼此相等。在又一些實施例中,第一CMP頭106的第一壓力元件140a的半徑可分別等於第二寬度、第三寬度、第四寬度及第五寬度141b到141e。在一些實施例中,在第一CMP製程期間,第一壓力控制板139的中心可與工件105的中心對準。在進一步的實施例中,第一CMP頭106的第二壓力元件140b的內徑沿第一CMP頭106的第一壓力元件140a的圓周邊緣設置,第一CMP頭106的第三壓力元件140c的內徑沿第一CMP頭106的第二壓力元件140b的圓周邊緣設置,以此類推。In addition, the plurality of
另外,所述多個第二壓力元件144a到144e分別具有多個第二寬度145a到145e。在一些實施例中,第二CMP頭144的第一壓力元件144a可被配置成圓形壓力元件,且第二CMP頭114的第二壓力元件、第三壓力元件、第四壓力元件及第五壓力元件144b到144e可分別被配置成環形壓力元件(即,環狀壓力元件)。因此,所述多個第二寬度145a到145e中的第一寬度145a可例如對應於第二CMP頭114的第一壓力元件144a的直徑。此外,所述多個第二寬度145a到145e中的第二寬度、第三寬度、第四寬度及第五寬度145b到145e可例如分別對應於第二CMP頭114的第二壓力元件、第三壓力元件、第四壓力元件及第五壓力元件144b到144e的環形環寬度。在各種實施例中,所述多個第二寬度145a到145e中的第二寬度、第三寬度、第四寬度及第五寬度145b到145e可彼此不同。在又一些實施例中,在第二CMP製程期間,第二壓力控制板142的中心可與工件105的中心對準。在進一步的實施例中,第二CMP頭114的第二壓力元件144b的內徑沿第二CMP頭114的第一壓力元件144a的圓周邊緣設置,第二CMP頭114的第三壓力元件144c的內徑沿第二CMP頭114的第二壓力元件144b的圓周邊緣設置,以此類推。In addition, the plurality of
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一壓力控制板139的分佈不同於所述多個第二壓力元件144a到144e跨及第二壓力控制板142的分佈。在此種實施例中,所述多個第一寬度141a到141e分別不同於所述多個第二寬度145a到145e中的對應寬度。舉例來說,第一CMP頭106的第一壓力元件140a的第一寬度141a不同於第二CMP頭114的第一壓力元件144a的第一寬度145a(例如,第一寬度141a小於第一寬度145a),第一CMP頭106的第二壓力元件140b的第二寬度141b不同於第二CMP頭114的第二壓力元件144b的第二寬度145b(例如,第二寬度141b大於第二寬度145b),以此類推。In some embodiments, the distribution of the plurality of
在進一步的實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e及所述多個第二壓力元件144a到144e中的壓力元件可各自為或包括例如佈置在對應同心壓力區帶A1到A5、B1到B5中的流體填充囊(fluid-filled bladder)。每一流體填充囊的壓力控制施加到工件105的向下的力,且可通過例如由CMP系統的馬達驅動的泵來控制,其中控制器134被配置成控制所述泵及馬達。在又一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e及所述多個第二壓力元件144a到144e中的壓力元件可例如由被配置成直接向工件105施加力的驅動系統的馬達來實施。在各種實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e及所述多個第二壓力元件144a到144e中的壓力元件可各自為或包括佈置在對應同心壓力區帶A1到A5、B1到B5中的同心腔室。在此種實施例中,由每一同心腔室施加的壓力可例如通過由CMP系統的馬達驅動的泵來控制。In a further embodiment, the pressure elements in the plurality of
重新參照圖1A,CMP系統100還包括表面測量設備120,表面測量設備120被配置成測量工件105的一個或多個參數,例如(舉例來說)厚度、拋光均勻性或與工件105的表面相關聯的其他參數。舉例來說,表面測量設備120被配置成在對應的CMP製程之前、期間或之後檢測工件105的表面的厚度、平坦度(evenness)、平面度(planarity)和/或粗糙度。舉例來說,工件105的表面上缺乏均勻性以及與CMP製程相關聯的各種材料的界面可由表面測量設備120來監控。表面測量設備120可例如被配置成提供光學感測、電感測、熱感測、壓力感測和/或聲學感測。表面測量設備120可與第一CMP頭106和/或第二CMP頭114相關聯。舉例來說,表面測量設備120可被配置成在對應的CMP製程之前、期間和/或之後檢測振動、馬達回饋或溫度。在又一些實施例中,表面測量設備120可被配置成即時向控制器134報告工件105的一個或多個參數,其中控制器134可基於工件105的所述一個或多個參數(例如,基於工件105的所測量平面度)來調整第一CMP頭106和/或第二CMP頭114的參數(例如,壓力設定)。在各種實施例中,表面測量設備120可設置在第一台板104及第二台板112上和/或內。Referring back to FIG. 1A , the
在一些實施例中,控制器134可被配置成根據表面測量設備120的測量,在第一CMP製程期間調整所述多個第一壓力元件140a到140e的壓力且在第二CMP製程期間調整所述多個第二壓力元件144a到144e的壓力。舉例來說,如果工件105的待拋光工件表面相對高,則對應壓力元件的壓力可相對於鄰近的壓力元件增加。相反,如果工件105的待拋光工件表面相對低,則對應壓力元件的壓力可相對於鄰近的壓力元件降低。因此,每一壓力元件140a到140e、144a到144e的壓力可以連續且持續的方式獨立地變化,以在對應的CMP製程期間修整其相應的拋光速率,從而提供均勻的平面化。在又一些實施例中,控制器134可被配置成在第二CMP製程期間基於在第一CMP製程期間和/或之後進行的表面測量設備120的測量(例如,基於待拋光工件表面在第一CMP製程期間和/或之後的平面度)來調整所述多個第二壓力元件144a到144e的壓力。此部分地便於工件105具有顯著小的TTV(例如,小於約0.3 um)。In some embodiments, the
此外,緊挨拋光站118設置有裝載設備124。裝載設備124被配置成在多個前開式統集盒(front opening unified pod,FOUP)122中的一者與運輸設備126之間運輸工件105。運輸設備126在側向上與第一拋光設備102及第二拋光設備110相鄰地設置,其中運輸設備126被配置成在第一拋光設備102與第二拋光設備110之間運輸工件105。舉例來說,運輸設備126可將工件105運輸到第一拋光設備102,進而使得第一CMP頭106可對工件105執行第一CMP製程。在第一CMP製程之後,運輸設備126可將工件105運輸到第二拋光設備110,進而使得第二CMP頭114可對工件105執行第二CMP製程。Furthermore, a
在一些實施例中,運輸設備126包括晶圓車132及機器人128。機器人128被例如配置成在第一拋光設備102、第二拋光設備110和/或另一(其他)拋光設備(未示出)中的兩者或更多者之間選擇性地運輸工件105。此外,機器人128被例如可操作地耦合到軌道130,其中機器人128被配置成沿軌道130在第一拋光設備102、第二拋光設備110和/或另一(其他)拋光設備之間平移。另外,機器人128可被配置成將工件105從裝載設備124、第一拋光設備102、第二拋光設備110和/或另一(其他)拋光設備移動到晶圓車132。在一些實施例中,晶圓車132具有例如輥(roller)、齒輪、帶(belt)、輸送機或磁體等驅動機構,所述驅動機構可在CMP系統100中的各種總成之間移動工件105。另外,第一CMP頭106和/或第二CMP頭114可各自被配置成通過第一支撐臂108和/或第二支撐臂116在彼此之間和/或向運輸設備126移動工件105。In some embodiments, the transport equipment 126 includes a
控制器134被配置成控制第一拋光設備102、第二拋光設備110、運輸設備126和/或裝載設備124。舉例來說,控制器134被配置成引導裝載設備124將工件105從所述多個FOUP 122傳送到運輸設備126。此外,控制器134被配置成引導機器人128選擇性地將工件105運輸到第一拋光設備102和/或第二拋光設備110。此外,控制器134被配置成基於由表面測量設備120提供的工件105的所述一個或多個參數來調整第一CMP頭106和/或第二CMP頭114的參數。The
圖2A示出工件105的俯視圖的一些實施例,近接於工件105佈置有多個第一壓力元件140a到140e。在一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e對應於第一CMP頭(圖1A到圖1C所示第一CMP頭106)的壓力元件。在進一步的實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及所述多個第一同心壓力區帶A1到A5設置。在進一步的實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e可被配置成相對於彼此同心和/或各自相對於工件105的中心點105c同心的同心壓力元件。在又一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e中的第五壓力元件140e的圓周邊緣與工件105的圓周邊緣105e對準。此外,工件105的半徑R是從工件105的中心點105c到工件105的圓周邊緣105e定義。應理解,儘管圖2A示出五個壓力元件及五個同心壓力區帶,然而可跨及工件105設置任意數目的同心壓力區帶及壓力元件。FIG. 2A shows some embodiments of a top view of a
圖2B示出工件105的俯視圖的一些實施例,近接於工件105佈置有多個第二壓力元件144a到144e。在一些實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e對應於第二CMP頭(圖1A到圖1C所示第二CMP頭114)的壓力元件。在進一步的實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e跨及所述多個第二同心壓力區帶B1到B5設置。在進一步的實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e可被配置成相對於彼此同心和/或各自相對於工件105的中心點105c同心的同心壓力元件。在又一些實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e中的第五壓力元件144e的圓周邊緣與工件105的圓周邊緣105e對準。應理解,儘管圖2B示出五個壓力元件及五個同心壓力區帶,然而可跨及工件105設置任意數目的同心壓力區帶及壓力元件。FIG. 2B shows some embodiments of a top view of a
圖3A示出第一CMP頭106及第二CMP頭114的剖視圖的一些實施例以及多個曲線圖302到306,所述多個曲線圖302到306闡述在圖1A到圖1C所示CMP系統100的操作期間第一CMP頭106及第二CMP頭114的移除速率。在一些實施例中,所述多個曲線圖302到306的y軸對應於在對應的拋光製程期間材料從工件的歸一化移除速率,且所述多個曲線圖302到306的x軸對應於距工件(圖2A或圖2B所示工件105)的中心(圖2A或圖2B所示中心105c)的距離。FIG. 3A illustrates some embodiments of cross-sectional views of the
第一移除速率曲線圖302示出在由第一CMP頭106執行的CMP製程期間跨及所述多個第一同心壓力區帶A1到A5的移除速率值的一些實施例。第一移除速率曲線圖302的x軸與第一同心壓力區帶A1的中心、第一CMP頭106的第一壓力元件140a的中心和/或工件的中心對準。第一上部曲線308繪示材料從工件的與所述多個第一同心壓力區帶A1到A5對應的待拋光表面的移除速率的上限。第一下部曲線310繪示材料從工件的與所述多個第一同心壓力區帶A1到A5對應的待拋光表面的移除速率的下限。第一水平線309繪示為例如約一的歸一化移除速率。在一些實施例中,第一上部曲線308可對應於當由所述多個第一壓力元件140a到140e中的每一壓力元件施加的壓力為例如約+20百帕斯卡(hPa)或另一適合的值時材料從工件的待拋光表面的移除速率。在進一步的實施例中,第一下部曲線310可對應於當由所述多個第一壓力元件140a到140e中的每一壓力元件施加的壓力為例如約-20 hPa或另一適合的值時材料從工件的待拋光表面的移除速率。因此,在一些實施例中,由所述多個第一壓力元件140a到140e中的每一壓力元件施加的壓力可例如在約-20 hPa到+20 hPa範圍內。應理解,所述多個第一壓力元件140a到140e施加其他壓力值也在本公開的範圍內。因此,通過在CMP製程期間調整由所述多個第一壓力元件140a到140e施加的壓力,可在第一上部曲線308與第一下部曲線310之間調整跨及所述多個第一同心壓力區帶A1到A5的移除速率。The first
在一些實施例中,第一上部曲線308可從對應的同心壓力區帶A1到A5的寬度的中心向對應的同心壓力區帶A1到A5的外邊緣和/或內邊緣連續地減小。在進一步的實施例中,第一下部曲線310可從對應的同心壓力區帶A1到A5的寬度的中心向對應的同心壓力區帶A1到A5的外邊緣和/或內邊緣連續地增大。舉例來說,當有第一壓力元件140a施加的壓力處於最大值(例如,+20 hPa)時,此時第一同心壓力區帶A1內的移除速率可從第一同心壓力區帶A1的中心向第一水平線320a減小,其中第一水平線320a與第一同心壓力區帶A1的外邊緣對準。因此,即使由所述多個第一壓力元件140a到140e中的對應壓力元件施加的壓力保持恒定,第一CMP製程期間的移除速率值也可跨及每一同心壓力區帶A1到A5而波動。此部分地可歸因於壓力元件的處理工具限制,且可能導致跨及工件的待拋光表面(特別是在位於相鄰同心壓力區帶A1到A5之間的其中由對應壓力元件施加的壓力不易於控制的區域處)的厚度變化。舉例來說,第一水平線320a設置在第一同心壓力區帶A1的外邊緣與第二同心壓力區帶A2的內邊緣之間的接合部(junction)處。在一些實施例中,由於壓力元件的處理工具限制,即使由第一壓力元件140a及第二壓力元件140b施加的壓力處於最大值(例如,+20 hPa),第一同心壓力區帶A1與第二同心壓力區帶A2之間的接合部處的歸一化移除速率也為例如約一。相反,在此種實施例中,第一壓力元件140a及第二壓力元件140b的寬度的中心處的歸一化移除速率處於最大值。此導致在工件的相鄰待拋光表面之間的與位於相鄰同心壓力區帶A1到A5之間的區域對應的區域處的不良工件厚度均勻性。In some embodiments, the first
第二移除速率曲線圖304示出在由第二CMP頭114執行的CMP製程期間跨及所述多個第二同心壓力區帶B1到B5的移除速率值的一些實施例。第二上部曲線312繪示材料從工件的與所述多個第二同心壓力區帶B1到B5對應的待拋光表面的移除速率的上限。第二下部曲線314繪示材料從工件的與所述多個第二同心壓力區帶B1到B5對應的待拋光表面的移除速率的下限。第二水平線309繪示為例如約一的歸一化移除速率。在一些實施例中,第二上部曲線312可對應於當由所述多個第二壓力元件144a到144e中的每一壓力元件施加的壓力為例如約+20 hPa或另一適合的值時材料從工件的待拋光表面的移除速率。在進一步的實施例中,第二下部曲線314可對應於當由所述多個第二壓力元件144a到144e中的每一壓力元件施加的壓力為例如約-20 hPa或另一適合的值時材料從工件的待拋光表面的移除速率。因此,在一些實施例中,由所述多個第二壓力元件144a到144e中的每一壓力元件施加的壓力可例如在約-20 hPa到+20 hPa範圍內。應理解,所述多個第二壓力元件144a到144e施加其他壓力值也在本公開的範圍內。因此,通過在CMP製程期間調整由所述多個第二壓力元件144a到144e施加的壓力,可在第二上部曲線312與第二下部曲線314之間調整跨及所述多個第二同心壓力區帶B1到B5的移除速率。The second
在一些實施例中,第二上部曲線312可從對應的同心壓力區帶B1到B5的寬度的中心向對應的同心壓力區帶B1到B5的外邊緣和/或內邊緣連續地減小。在進一步的實施例中,第二下部曲線314可從對應的同心壓力區帶B1到B5的寬度的中心向對應的同心壓力區帶B1到B5的外邊緣和/或內邊緣連續地增大。舉例來說,當由第二壓力元件144a施加的壓力處於最大值(例如,+20 hPa)時,此時第二同心壓力區帶B1內的移除速率可從第二同心壓力區帶B1的中心向第二水平線320b減小,其中第二水平線320b與第二同心壓力區帶B1的外邊緣對準。因此,即使由所述多個第二壓力元件144a到144e中的對應壓力元件施加的壓力保持恒定,由第二CMP頭114執行的CMP製程期間的移除速率值也可跨及每一同心壓力區帶B1到B5而波動。In some embodiments, the second
第三移除速率曲線圖306示出在多CMP頭拋光製程(multi-CMP head polishing process)期間跨及工件表面的移除速率值的一些實施例,所述多CMP頭拋光製程包括由第一CMP頭106執行第一CMP製程且隨後由第二CMP頭114執行第二CMP製程。在一些實施例中,在多CMP頭拋光製程期間,由第一CMP頭106實現的材料從工件的表面的移除速率和/或移除輪廓可與由第二CMP頭114實現的材料從工件的表面的移除速率和/或移除輪廓解構性地組合。此導致形成跨及工件的表面設置的多個第三同心壓力區帶322a到322i。在一些實施例中,所述多個第三同心壓力區帶322a到322i可對應於工件的多個待拋光表面。此外,施加在所述多個第三同心壓力區帶322a到322i中的同心壓力區帶中的每一者上的壓力對應於在第一CMP製程期間由所述多個第一壓力元件140a到140e施加的壓力與在第二CMP製程期間由所述多個第二壓力元件144a到144e施加的壓力的總和。The third
在一些實施例中,由所述多個第二壓力元件144a到144e施加的壓力是基於在第一CMP製程期間由所述多個第一壓力元件140a到140e施加的壓力和/或基於在執行第一CMP製程之後工件的待拋光表面的所測量平面度。由所述多個第二壓力元件144a到144e施加的壓力可被配置成補償由第一CMP製程實現的非期望厚度。在此種實施例中,由所述多個第一壓力元件140a到140e實現的移除速率和/或移除輪廓可與由所述多個第二壓力元件144a到144e實現的移除速率和/或移除輪廓解構性地組合。舉例來說,第三上部曲線316可對應於在執行多CMP頭拋光製程之後材料從工件的與所述多個第三同心壓力區帶322a到322i對應的待拋光表面的移除速率的上限。在一些實施例中,第三上部曲線316可對應於第一移除速率曲線圖302的第一上部曲線308與第二移除速率曲線圖304的第二下部曲線314的總和。此外,第三下部曲線318可對應於在執行多CMP頭拋光製程之後材料從工件的與所述多個第三同心壓力區帶322a到322i對應的待拋光表面的移除速率的下限。在進一步的實施例中,第三下部曲線318可對應於第一移除速率曲線圖302的第一下部曲線310與第二移除速率曲線圖304的第二上部曲線312的總和。In some embodiments, the pressure applied by the plurality of
在進一步的實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144d分別在側向上延伸超過所述多個第一壓力元件140a到140d中位於對應外部區324a到324d中的對應壓力元件的圓周邊緣。舉例來說,第二CMP頭114的第一壓力元件144a向外延伸超過第一CMP頭106的位於第一外部區324a中的第一壓力元件140a的圓周邊緣,第二CMP頭114的第二壓力元件144b向外延伸超過第一CMP頭106的位於第二外部區324b中的第二壓力元件140b的圓周邊緣,以此類推。因此,所述多個第二壓力元件144a到144d內的壓力元件分別連續地延伸超過位於所述多個第一壓力元件140a到140e中的相鄰壓力元件之間的對應區。舉例來說,第二CMP頭144的第一壓力元件144a連續地延伸超過位於第一外部區324a內的第一壓力元件140a與第二壓力元件140b之間的區。在一些實施例中,所述多個第三同心壓力區帶322a到322i中在側向上延伸到所述多個外部區324a到324d中的同心壓力區帶的內邊緣或外邊緣設置在對應外部區324a到324d的中點處。舉例來說,第一同心壓力區帶322a的外邊緣設置在第一外部區324a的中點處。In a further embodiment, said plurality of
因此,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及工件的分佈不同於所述多個第二壓力元件144a到144e跨及工件的分佈。此部分地便於第二CMP頭114補償在執行第一CMP製程之後在每一同心壓力區帶A1到A5的週邊區中實現的非希望厚度。由於所述多個第一壓力元件140a到140e與所述多個第二壓力元件144a到144e跨及工件的分佈之間的差異,跨及所述多個第三同心壓力區帶322a到322i中的每一同心壓力區帶的移除速率值的波動可減小。此導致工件具有更精確的平面化,進而使得工件在第二CMP製程之後的TTV是顯著小的(例如,小於約0.3 um)。此外,通過執行多CMP頭拋光製程,所述多個第三同心壓力區帶322a到322i中的同心壓力區帶數目大於第一CMP頭106或第二CMP頭114中的壓力元件數目。由於可在同心壓力區帶322a到322i中的每一者中各別地控制移除速率,因此可對工件執行更精確的平面化製程。Accordingly, the distribution of the plurality of
圖3B示出工件105的佈局圖的一些實施例,工件105佈置有近接於工件105的多個壓力元件。舉例來說,圖3B表示來自第一CMP頭(圖3A所示第一CMP頭106)的上覆在工件105之上的壓力元件的佈局及來自第二CMP頭(圖3A所示第二CMP頭114)的上覆在工件105之上的壓力元件的佈局。在一些實施例中,同心圓326對應於所述多個第一壓力元件(圖3A所示多個第一壓力元件140a到140e)內的壓力元件的內邊緣和/或外邊緣,且同心圓328對應於所述多個第二壓力元件(圖3A所示多個第二壓力元件144a到144e)內的壓力元件的內邊緣和/或外邊緣。同心圓328的外部區324a到324d對應於所述多個第二壓力元件(圖3A所示多個第二壓力元件144a到144e)的在側向上延伸超過所述多個第一壓力元件(圖3A所示多個第一壓力元件140a到140d)中的對應壓力元件的外邊緣的區域。FIG. 3B shows some embodiments of a layout of a
圖3C示出工件105的佈局圖的一些實施例,跨及工件105設置有多個同心壓力區帶。在一些實施例中,同心圓330對應於圖3A所示所述多個第三同心壓力區帶322a到322i的內邊緣和/或外邊緣。FIG. 3C illustrates some embodiments of a layout of a
圖4示出拋光設備400的方塊圖的一些實施例,拋光設備400包括設置在台板402之上的CMP頭408。FIG. 4 illustrates some embodiments of a block diagram of a
拋光設備400還包括拋光墊404、漿料臂406及調節盤(conditioning disk)410。在一些實施例中,拋光設備400可被配置成處理具有為約200毫米(mm)、300 mm、450 mm或其他適合的值的直徑的工件(例如,晶圓)(未示出)。CMP頭408被配置成在CMP製程期間容納工件,進而使得工件設置在CMP頭408與拋光墊404之間。控制器134被配置成在CMP製程期間控制拋光設備400的元件。在一些實施例中,控制器134包括操作常式417及回饋路徑416。在各種實施例中,操作常式417包括即時表面輪廓分析器436及多區帶壓力控制器440,且回饋路徑416包括記憶體428及CMP控制器414。The polishing
在一些實施例中,在工件平面化之前,漿料臂406將包含研磨漿料顆粒的漿料411分配到拋光墊404的拋光表面412上。CMP控制器414被配置成如由第一角速度箭頭422所示繞拋光墊軸線420旋轉台板402及拋光墊404(例如,通過台板主軸418)。CMP控制器414可被配置成借助於馬達總成(未示出)來執行旋轉。隨著拋光墊404旋轉,調節盤410(其可通過掃描臂424樞轉並繞盤軸線444旋轉)在拋光墊404之上橫穿,進而使得調節盤410的調節表面426與拋光墊404的拋光表面412摩擦接合(frictional engagement)。在此種實施例中,調節盤410在拋光期間連續地對拋光表面412進行刮擦(scratch)或“粗糙化(rough up)”,以便於工件的一致且均勻的平面化。CMP控制器414被進一步配置成如由第二角速度箭頭432所示繞晶圓軸線421(例如,通過CMP頭主軸430)同時旋轉容置在CMP頭408內的工件。在此種雙重旋轉發生(例如,如由第一角速度箭頭422及第二角速度箭頭432所示)的同時,工件在由CMP頭408施加的向下的力的作用下被按壓到漿料411及拋光表面412中。舉例來說,由CMP頭408施加的向下的力可由多個壓力元件(例如,圖1A到圖1C所示所述多個第一壓力元件140a到140e或所述多個第二壓力元件144a到144e)施加。研磨漿料411、雙重旋轉及向下的力的組合對工件的前側進行平面化,直到達到CMP製程的終點為止。In some embodiments, the
在一些實施例中,在CMP製程期間,表面測量設備120被配置成即時測量拋光墊404、調節盤410和/或工件的表面狀況。舉例來說,表面測量設備120可被配置成測量工件的相應待拋光表面的平面度。此外,隨著台板402(例如,表面測量設備120所安裝到的台板402)與CMP頭408經歷雙重旋轉,表面測量設備120沿橫穿工件的待拋光表面的路徑434行進。因此,隨著台板402及CMP頭408在CMP製程期間相對於彼此旋轉,表面測量設備120自然地及時經過相應的待拋光表面,且當其經過這些表面時可連續地監控這些表面的高度。In some embodiments, the
此外,回饋路徑416可操作地將表面測量設備120耦合到CMP控制器414及操作常式417。記憶體428被配置成儲存來自表面測量設備120的測量及操作常式417的指令。操作常式417的即時表面輪廓分析器436分析如由表面測量設備120所測量的待拋光工件表面的平面度。基於工件的相應待拋光表面的平面度(或缺少平面度),多區帶壓力控制器440可通過CMP控制器414改變近接於工件的相應待拋光表面的相應壓力控制元件的壓力。由於CMP製程的移除速率(例如,CMP拋光速率)與壓力成比例,因而此種逐表面壓力控制方案便於工件的精確平面化。因此,每一壓力元件的壓力可以連續且持續的方式獨立地變化,以在CMP製程期間修整其相應的移除速率,從而提供均勻的平面化。Additionally, a feedback path 416 operably couples the
在一些實施例中,第一拋光設備(圖1A所示第一拋光設備102)及第二拋光設備(圖1A所示第二拋光設備110)可分別被配置成拋光設備400,其中第一拋光設備(圖1A所示第一拋光設備102)的CMP頭408被配置成圖1B所示第一CMP頭106,且第二拋光設備(圖1A所示第二拋光設備110)的CMP頭408被配置成圖1C所示第二CMP頭114。在此種實施例中,操作常式417及回饋路徑416可操作地耦合到第一拋光設備與第二拋光設備(圖1A所示第一拋光設備102、第二拋光設備110)二者,進而使得操作常式417及回饋路徑416被配置成控制如上所示和/或所述的第一拋光設備及第二拋光設備(圖1A所示第一拋光設備102、第二拋光設備110)。另外,控制器134被配置成借助於第一拋光設備(圖1A所示第一拋光設備102)的CMP頭408來執行第一CMP製程,且隨後借助於第二拋光設備(圖1A所示第二拋光設備110)的CMP頭408來執行第二CMP製程。在此種實施例中,在第一CMP製程期間和/或之後進行的表面測量設備120的測量(例如,平面度的測量)可儲存在記憶體428中,且多區帶壓力控制器440可根據來自第一CMP製程的儲存在記憶體428中的測量來在第二CMP製程期間調整第二拋光設備(圖1A所示第二拋光設備110)的CMP頭408中的壓力元件(例如,圖1C所示壓力元件144a到144e)的壓力。In some embodiments, the first polishing device (the
圖5示出多個CMP頭的剖視圖的一些實施例。所述多個CMP頭包括第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510。在一些實施例中,第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510可各自設置在如圖4中所示和/或所述的拋光設備中。在此種實施例中,拋光設備可設置在如圖1A中所示和/或所述的CMP系統中。舉例來說,第一CMP頭106及第二CMP頭114可設置在拋光系統(圖1A所示拋光系統118)中,且第三CMP頭502及第四CMP頭510可設置在第二拋光系統(圖1A所示拋光系統119)中。Figure 5 illustrates some embodiments of a cross-sectional view of a plurality of CMP heads. The plurality of CMP headers includes a
第一CMP頭106包括多個第一壓力元件140a到140e,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一壓力控制板139分別設置在所述多個第一同心壓力區帶A1到A5中。第二CMP頭114包括多個第二壓力元件144a到144e,所述多個第二壓力元件144a到144e跨及第二壓力控制板142分別設置在所述多個第二同心壓力區帶B1到B5中。第三CMP頭502包括多個第三壓力元件506a到506e,所述多個第三壓力元件506a到506e跨及第三壓力控制板504分別設置在多個第三同心壓力區帶C1到C5中。此外,第四CMP頭510包括多個第四壓力元件514a到514e,所述多個第四壓力元件514a到514e跨及第四壓力控制板512分別設置在多個第四同心壓力區帶D1到D5中。在一些實施例中,第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510可各自包括環形保持環136及上部殼體138,且可附接到如圖1A到圖1C中所示和/或所述的對應支撐臂(未示出)。在一些實施例中,第一壓力控制板139的直徑、第二壓力控制板142的直徑、第三壓力控制板504的直徑及第四壓力控制板512的直徑分別彼此相等,進而使得所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144e、所述多個第三壓力元件506a到506e及所述多個第四壓力元件514a到514e分別跨及相同的區域進行分佈。The
此外,所述多個第一壓力元件140a到140e分別具有多個第一寬度141a到141e,所述多個第二壓力元件144a到144e分別具有多個第二寬度145a到145e,所述多個第三壓力元件506a到506e分別具有多個第三寬度508a到508e,且所述多個第四壓力元件514a到514e分別具有多個第四寬度516a到516e。在一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144e、所述多個第三壓力元件506a到506e及所述多個第四壓力元件514a到514e分別跨及對應的壓力控制板具有不同的分佈。在此種實施例中,所述多個第一寬度141a到141e、所述多個第二寬度145a到145e、所述多個第三寬度508a到508e及所述多個第四寬度516a到516e分別彼此不同。舉例來說,第一CMP頭106的第一壓力元件140a的第一寬度141a、第二CMP頭114的第一壓力元件144a的第一寬度145a、第三CMP頭502的第一壓力元件506a的第一寬度508a及第四CMP頭510的第一壓力元件514a的第一寬度516a分別彼此不同,以此類推。In addition, the plurality of
在各種實施例中,在包括所述多個CMP頭的CMP系統的操作期間,第一CMP頭106被配置成對工件(例如,圖1A到圖1C所示工件105)(未示出)執行第一CMP製程。隨後,第二CMP頭114被配置成對工件執行第二CMP製程,第三CMP頭502被配置成對工件執行第三CMP製程,和/或第四CMP頭510被配置成對工件執行第四CMP製程。由於所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144e、所述多個第三壓力元件506a到506e及所述多個第四壓力元件514a到514e分別跨及對應的壓力板具有不同的分佈,因此由所述多個CMP頭的每一壓力元件施加的壓力可被調整以實現所期望晶圓厚度,且可被配置成補償在前一CMP製程期間實現的非期望晶圓厚度。舉例來說,第二CMP頭114的壓力元件144a到144e可補償位於所述多個第一壓力元件140a到140e中的相鄰壓力元件之間的區處的非期望晶圓厚度(如圖3A中所示和/或所述)。因此,由第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510中的每一者實現的材料從工件的待拋光表面的移除速率和/或移除輪廓可被配置成增加工件的平面化,進而使得工件在第四CMP製程之後的TTV是顯著小的(例如,小於約0.3 um)。In various embodiments, during operation of the CMP system including the plurality of CMP heads, the
在又一些實施例中,第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510可各自具有相同數目的壓力元件。應理解,儘管圖5示出每一CMP頭具有五個壓力元件及五個同心壓力區帶,然而可跨及對應的CMP頭設置任意數目的同心壓力區帶及壓力元件。在又一些實施例中,多個第一壓力元件140a到140e、多個第二壓力元件144a到144e、多個第三壓力元件506a到506e及多個第四壓力元件514a到514e可例如分別為或包括如圖1A到圖1C中所述的流體填充囊、驅動系統的馬達、同心腔室或類似物。In yet other embodiments, the
在一些實施例中,在包括所述多個CMP頭的CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,且然後第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程。在進一步的實施例中,在CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程,且然後第三CMP頭502對工件執行第三CMP製程。在又一些實施例中,在CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程,第三CMP頭502對工件執行第三CMP製程,且然後第四CMP頭510對工件執行第四CMP製程。In some embodiments, during operation of the CMP system including the plurality of CMP heads, the
圖6示出根據圖5所示所述多個CMP頭的一些替代性實施例的多個CMP頭的剖視圖的一些實施例,其中所述多個CMP頭可例如具有不同數目的壓力元件。Fig. 6 shows some embodiments of cross-sectional views of a plurality of CMP heads according to some alternative embodiments of the plurality of CMP heads shown in Fig. 5, wherein the plurality of CMP heads may, for example, have a different number of pressure elements.
在一些實施例中,第一CMP頭106包括多個第一壓力元件140a到140e,所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一壓力控制板139分別設置在所述多個第一同心壓力區帶A1到A5中。第二CMP頭114包括多個第二壓力元件144a到144g,所述多個第二壓力元件144a到144g跨及第二壓力控制板142分別設置在多個第二同心壓力區帶B1到B7中。在各種實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144g中的壓力元件數目大於所述多個第一壓力元件140a到140e中的壓力元件數目。第三CMP頭502包括多個第三壓力元件506a到506h,所述多個第三壓力元件506a到506h跨及第三壓力控制板504分別設置在多個第三同心壓力區帶C1到C8中。在一些實施例中,所述多個第三壓力元件506a到506h中的壓力元件數目大於所述多個第一壓力元件140a到140e和/或所述多個第二壓力元件144a到144g中的壓力元件數目。此外,第四CMP頭510包括多個第四壓力元件514a到514h,所述多個第四壓力元件514a到514h跨及第四壓力控制板512分別設置在多個第四同心壓力區帶D1到D8中。在進一步的實施例中,所述多個第四壓力元件514a到514h中的壓力元件數目大於所述多個第一壓力元件140a到140e和/或多個第二壓力元件144a到144g中的壓力元件數目。在一些實施例中,第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502及第四CMP頭510可各自包括環形保持環136及上部殼體138,且可附接到如圖1A到圖1C中所示和/或所述的支撐臂(未示出)。在一些實施例中,第一壓力控制板139的直徑、第二壓力控制板142的直徑、第三壓力控制板504的直徑及第四壓力控制板512的直徑分別彼此相等,進而使得所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144g、所述多個第三壓力元件506a到506h及所述多個第四壓力元件514a到514h分別跨及相同的區域進行分佈。In some embodiments, the
此外,所述多個第一壓力元件140a到140e分別具有多個第一寬度141a到141e,所述多個第二壓力元件144a到144g分別具有多個第二寬度145a到145g,所述多個第三壓力元件506a到506h分別具有多個第三寬度508a到508h,且所述多個第四壓力元件514a到514h分別具有多個第四寬度516a到516h。在一些實施例中,所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144g、所述多個第三壓力元件506a到506h及所述多個第四壓力元件514a到514h分別跨及對應的壓力控制板具有不同的分佈。在此種實施例中,所述多個第一寬度141a到141e、所述多個第二寬度145a到145g、所述多個第三寬度508a到508h及所述多個第四寬度516a到516h分別彼此不同。在又一些實施例中,所述多個第四壓力元件514a到514h中的最大寬度小於所述多個第一寬度141a到141e中的最小寬度。In addition, the plurality of
由於所述多個第一壓力元件140a到140e、所述多個第二壓力元件144a到144g、所述多個第三壓力元件506a到506h及所述多個第四壓力元件514a到514h分別跨及對應的壓力板具有不同的分佈,因此由所述多個CMP頭的每一壓力元件施加的壓力可被調整以實現所期望晶圓厚度,且可被配置成補償在前一CMP製程期間實現的非期望晶圓厚度。舉例來說,第二CMP頭114的壓力元件144a到144g可補償位於所述多個第一壓力元件140a到140e中的相鄰壓力元件之間的區處的非期望晶圓厚度(如圖3A中所示和/或所述)。Since the plurality of
在又一些實施例中,第一CMP頭106、第二CMP頭114、第三CMP頭502和/或第四CMP頭510可具有不同數目的壓力元件。應理解,儘管圖6示出第一CMP頭106具有五個壓力元件及五個同心壓力區帶、第二CMP頭114具有七個壓力元件及七個同心壓力區帶、第三CMP頭502具有八個壓力元件及八個同心壓力區帶且第四CMP頭510具有八個壓力元件及八個同心壓力區帶,然而可跨及對應的CMP頭設置任意數目的同心壓力區帶及壓力元件。In yet other embodiments, the
在一些實施例中,在包括所述多個CMP頭的CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,且然後第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程。在進一步的實施例中,在CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程,且然後第三CMP頭502對工件執行第三CMP製程。在又一些實施例中,在CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,第二CMP頭114對工件執行第二CMP製程,第三CMP頭502對工件執行第三CMP製程,且然後第四CMP頭510對工件執行第四CMP製程。在各種實施例中,在CMP系統的操作期間,第一CMP頭106對工件執行第一CMP製程,第四CMP頭510對工件執行第二CMP製程,第一CMP頭106對工件執行第三CMP製程,且然後第四CMP頭510對工件執行第四CMP製程。In some embodiments, during operation of the CMP system including the plurality of CMP heads, the
圖7示出CMP系統700的方塊圖的一些實施例。CMP系統包括第一拋光設備702、第二拋光設備704及平面度工具708。在一些實施例中,在CMP系統700的使用期間,第一拋光設備702被應用於工件706,且第二拋光設備704隨後被應用於第一平面化工件706’,以實現實質上平面的工件706’’。有利的是,通過在第一平面化之後執行第二平面化,所述第二平面化最小限度地影響第一拋光設備702的產量。FIG. 7 shows some embodiments of a block diagram of a
平面度工具708與第一拋光設備702和/或第二拋光設備704相關聯。在一些實施例中,平面度工具708可獨立於第一拋光設備702和/或第二拋光設備704。在又一些實施例中,平面度工具708可包括與第一拋光設備702和/或第二拋光設備704整合在一起的表面測量設備(例如,圖1A和/或圖4所示表面測量設備120)。平面度工具708被配置成測量工件706及第一平面化工件706’的待拋光表面的平面度,以使得可識別待拋光表面上的不平坦區(即,具有非期望工件厚度的區)的位置。平面度工具708可例如使用光學感測、電感測、熱感測、壓力感測和/或聲學感測來測量工件706及第一平面化工件706’的平面度。Flatness tool 708 is associated with
在進一步的實施例中,在CMP系統700的使用期間,平面度工具708在由第一拋光設備702對工件706執行的第一平面化期間即時測量工件706的平面度。在一些實施例中,第一拋光設備702中的每一壓力元件的參數(例如,所施加的壓力)可基於平面度工具708在第一平面化期間的即時平面度測量來即時調整。隨後,第二拋光設備704被配置成對第一平面化工件706’執行第二平面化。平面度工具708在第二平面化製程期間即時測量第一平面化工件706’的平面度。在一些實施例中,第二拋光設備704中的每一壓力元件的參數(例如,所施加的壓力)可基於平面度工具708在第二平面化期間的即時平面度測量來即時調整。此外,在CMP系統700的使用期間,在一些實施例中,平面度工具708在第二平面化之後測量第二平面化工件706’’的平面度。在此種實施例中,可重複進行第二平面化,直到第二平面化工件706’’的平面度滿足預定標準為止。舉例來說,可重複進行第二平面化,直到第二平面化工件706’’具有少於預定數目的不平坦區和/或具有小於預定TTV值(例如,小於約0.30 um)的TTV。在進一步的實施例中,每一重複的第二平面化可包括使用不同於在第一平面化或第二平面化中所使用的CMP頭的另一CMP頭,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頭。此外,所述平面度測量可用於任何重複的平面化。In a further embodiment, during use of the
在一些實施例中,第一拋光設備702可例如被配置成圖4所示拋光設備400和/或可包括圖1B、圖3A、圖5或圖6所示第一CMP頭106。在又一些實施例中,第二拋光設備可例如被配置成圖4所示拋光設備400和/或可包括圖1B、圖3A、圖5或圖6所示第二CMP頭114、圖5或圖6所示第三CMP頭502和/或圖5或圖6所示第四CMP頭510。In some embodiments, the
圖8示出提供使用第一CMP頭及第二CMP頭對工件的待拋光表面進行平面化的方法800的一些實施例的流程圖,第一CMP頭與第二CMP頭具有跨及對應CMP頭的壓力元件的不同分佈。儘管方法800被示出和/或闡述為一系列動作或事件,然而應理解,所述方法並不僅限於所示出的次序或動作。因此,在一些實施例中,所述動作可以不同於所示出的次序施行,和/或可同時施行。此外,在一些實施例中,所示出的動作或事件可被細分為多個動作或事件,所述多個動作或事件可在單獨的時間施行或者與其他動作或子動作同時施行。在一些實施例中,可省略一些所示出的動作或事件,且可包括其他未示出的動作或事件。FIG. 8 shows a flow diagram providing some embodiments of a
在動作802處,提供工件。工件可為例如支撐處於製造中的電子電路的半導體晶圓(例如,結晶矽基底、絕緣體上矽(silicon-on-insulator,SOI)基底或類似物)。At
在動作804處,在一些實施例中,對工件的前側表面執行薄化製程。薄化製程可例如包括執行機械研磨製程(mechanical grinding process)或另一種適合的薄化製程。At
在動作806處,對工件的前側表面執行第一化學機械拋光(CMP)製程。利用第一CMP頭執行第一CMP製程,第一CMP頭具有跨及第一CMP頭的多個第一壓力元件的第一分佈。可由例如圖1A到圖1B、圖3A、圖5或圖6所示第一CMP頭106執行第一CMP製程。在一些實施例中,第一CMP製程可包括執行動作808及810。At
在動作808處,測量工件的前側表面的平面度。在一些實施例中,測量工件的前側表面的平面度以識別工件的前側表面上的不平坦區(即,具有非期望工件厚度的區)的位置。可例如通過光學感測器、電感測器、熱感測器、壓力感測器和/或聲學感測器來測量前側表面的平面度。此外,可例如在第一CMP製程之前測量和/或在第一CMP製程期間即時測量前側表面的平面度。At
在動作810處,根據動作808的平面度測量來調整所述多個第一壓力元件的參數。在一些實施例中,在第一CMP製程期間基於對工件的前側表面的平面度的即時測量來即時調整所述多個第一壓力元件的參數。舉例來說,可在第一CMP製程期間根據對工件的前側表面的平面度的即時測量來即時調整由所述多個第一壓力元件中的每一壓力元件施加的壓力。At
在動作812處,對工件的前側表面執行第二CMP製程。利用第二CMP頭執行第二CMP製程,第二CMP頭具有多個第二壓力元件跨及第二CMP頭的第二分佈,其中第二分佈不同於第一分佈。在進一步的實施例中,基於前側表面的所測量平面度(例如,基於不平坦區的所識別位置)來執行第二CMP製程。舉例來說,在第二CMP製程期間由所述多個第二壓力元件中的每一壓力元件施加的初始壓力可基於工件的前側表面在第一CMP製程之後和/或期間的所測量平面度。可由例如圖1A、圖1C、圖3A、圖5或圖6所示第二CMP頭114來執行第二CMP製程。在各種實施例中,第二CMP製程可包括執行動作814及816。At
在動作814處,測量工件的前側表面的平面度。在一些實施例中,測量工件的前側表面的平面度以識別工件的前側表面上的其餘不平坦區(即,具有非期望工件厚度的區)的位置。可例如通過光學感測器、電感測器、熱感測器、壓力感測器和/或聲學感測器來測量前側表面的平面度。此外,可例如在第二CMP製程之前測量和/或在第二CMP製程期間即時測量前側表面的平面度。At
在動作816處,根據動作814的平面度測量來調整所述多個第二壓力元件的參數。在一些實施例中,在第二CMP製程期間基於對工件的前側表面的平面度的即時測量來即時調整所述多個第二壓力元件的參數。舉例來說,可在第二CMP製程期間根據對工件的前側表面的平面度的即時測量來即時調整由所述多個第二壓力元件中的每一壓力元件施加的壓力。At
在動作818處,在一些實施例中,重複進行動作812,直到工件的前側表面的平面度滿足預定規範為止。可例如由第二CMP頭、第一CMP頭或具有與第一分佈和/或第二分佈不同的壓力元件跨及另一(其他)CMP頭的另一(其他)分佈的另一(其他)CMP頭來執行重複的第二CMP製程。舉例來說,可重複進行動作812,直到工件的前側表面的TTV為約零或在其他情況下小於預定數目(例如,小於0.30 um)為止。在一些實施例中,可由例如圖5或圖6所示第三CMP頭502和/或圖5或圖6所示第四CMP頭510來執行重複的第二CMP製程。At
圖9到圖14示出結構的一些實施例的剖視圖900到1400,其示出圖8所示方法800的動作。儘管圖9到圖14中所示剖視圖900到1400是參照方法進行闡述,然而應理解,圖9到圖14中所示結構不僅限於所述方法,而是可獨立於所述方法之外單獨成立。此外,儘管圖9到圖14被闡述為一系列動作,然而應理解,這些動作並非限制性的,原因在於在其他實施例中可變更動作的次序,且所公開的方法也適用於其他結構。在其他實施例中,可全部或部分地省略所示出和/或所闡述的一些動作。另外,儘管所述方法是關於圖9到圖14所示結構闡述,然而應理解,所述方法不僅限於結構,而是可單獨成立。9-14 show cross-sectional views 900-1400 of some embodiments of structures illustrating the actions of
圖9示出對應於動作802的一些實施例的剖視圖900。如圖9中所示,提供工件902。在一些實施例中,工件902包括上覆在載體基底904之上的半導體結構906。在各種實施例中,半導體結構906可包括沿半導體基底(未示出)設置的內連線結構(未示出)。在又一些實施例中,工件902可例如為或包括支撐處於製造中的電子電路的半導體晶圓。此外,工件902的前側表面902f可例如由半導體結構906的頂表面界定。FIG. 9 shows a
圖10示出對應於動作804的一些實施例的剖視圖1000。如圖10中所示,對工件902的前側表面902f執行薄化製程。在一些實施例中,薄化製程包括向半導體結構906的頂表面中執行機械研磨製程,從而將半導體結構906的厚度從初始厚度Ti減小到第一厚度Ts1。在又一些實施例中,在執行薄化製程之後,工件902沿前側表面902f的TTV可為顯著大的(例如,大於約0.35 um的TTV)。此外,工件902的前側表面902f可對應於工件902的待拋光表面。FIG. 10 shows a
圖11示出對應於動作806及808的一些實施例的剖視圖1100。如圖11中所示,對工件902的前側表面902f執行第一化學機械拋光(CMP)製程。在一些實施例中,在第一CMP製程期間,在工件902的前側表面902f(即,稱為工件902的待拋光表面)面朝下的條件下,將工件902佈置在第一CMP頭106中,且繞將第一CMP頭106耦合到馬達的CMP頭主軸430的軸線旋轉工件902。此外,使工件902的前側表面902f壓靠拋光墊404。將拋光墊404佈置在台板402之上,且繞將台板402耦合到馬達的台板主軸418的軸線旋轉拋光墊404。FIG. 11 shows a
隨著拋光墊404與工件902的雙重旋轉,漿料臂(圖4所示漿料臂406)向拋光墊404提供漿料(圖4所示漿料411)。漿料可例如包括研磨組分及化學組分。此外,近接於工件902佈置多個第一壓力元件140a到140e,且將所述多個第一壓力元件140a到140e配置成向工件902的背側表面902b的對應同心區上施加獨立量的吸力或壓力。工件902的背側表面902b的同心區對應於跨及第一CMP頭106分佈的所述多個第一同心壓力區帶A1到A5。吸力或壓力向工件902施加力,進而使得工件902的前側表面902f壓靠拋光墊404。由於對工件902的按壓力以及研磨組分,工件902經歷機械拋光。此外,由於漿料的化學組分,工件902也經歷化學拋光。在又一些實施例中,第一CMP頭106具有所述多個第一壓力元件140a到140e跨及第一CMP頭106和/或跨及工件902的背側表面902b的第一分佈。The slurry arm (
在一些實施例中,由於處理工具限制,所述多個第一壓力元件140a到140e中的壓力元件可能無法跨及對應的同心壓力區帶A1到A5均勻地分佈壓力。舉例來說,由第一CMP頭106的第一壓力元件140a施加的壓力在同心壓力區帶A1的中心區中可能比在同心壓力區帶A1的週邊區中(例如,在第一CMP頭106的第一壓力元件140a的圓周邊緣附近)大。因此,相依於所施加的壓力,工件902的前側表面902f的位於相鄰同心壓力區帶A1到A5之間的區域可能經歷或多或少的拋光,進而使得工件902的這些區域具有並非所期望的不同晶圓厚度。In some embodiments, pressure elements in the plurality of
此外,在台板402和/或拋光墊404上設置表面測量設備120,且將表面測量設備120配置成在第一CMP製程之前、期間和/或之後測量工件902的表面狀況。舉例來說,將表面測量設備120配置成測量工件902的前側表面902f的平面度,以識別工件902的前側表面902f上的不平坦區(即,具有非期望工件厚度的區或者具有丘部和/或谷部的區)的位置。可例如將表面測量設備120配置成提供光學感測、電感測、熱感測、壓力感測和/或聲學感測。在一些實施例中,當表面測量設備120在第一CMP製程期間測量工件902的前側表面902f的平面度時,可根據平面度測量來調整由所述多個第一壓力元件140a到140e中的每一壓力元件施加的壓力,以實現所期望工件厚度。Additionally,
圖12示出對應於在執行動作806之後工件902的一些實施例的剖視圖1200。如圖12中所示,在執行第一CMP製程之後,工件902的厚度從第一厚度Ts1減小到第二厚度Ts2。在又一些實施例中,可在執行第一CMP製程之後測量工件902的前側表面902f的平面度。可例如通過第一拋光設備的平面度檢測系統或通過外部平面度工具來測量平面度。此外,可例如使用渦流、雷射脈衝、超聲脈衝、白光干涉測量術(white light interferometry)或另一種適合的方法來測量平面度。FIG. 12 illustrates a
圖13示出對應於動作810及812的一些實施例的剖視圖1300。如圖13中所示,對工件902的前側表面902f執行第二CMP製程。在一些實施例中,在第二CMP製程期間,在工件902的前側表面902f面朝下的條件下,將工件902佈置在第二CMP頭114中,且繞將第二CMP頭114耦合到馬達的CMP頭主軸430的軸線旋轉工件902。此外,使工件902的前側表面902f壓靠拋光墊404。將拋光墊404佈置在台板402之上,且繞將台板402耦合到馬達的台板主軸418的軸線旋轉拋光墊404。FIG. 13 shows a
隨著拋光墊404與工件902的雙重旋轉,漿料臂(圖4所示漿料臂406)向拋光墊404提供漿料(圖4所示漿料411)。漿料可例如包括研磨組分及化學組分。此外,近接於工件902佈置多個第二壓力元件144a到144e,且將所述多個第二壓力元件144a到144e配置成向工件902的背側表面902b的對應同心區上施加獨立量的吸力或壓力。工件902的背側表面902b的同心區對應於跨及第二CMP頭114分佈的所述多個第二同心壓力區帶B1到B5。吸力或壓力向工件902施加力,進而使得工件902的前側表面902f壓靠拋光墊404。由於對工件902的按壓力以及研磨組分,工件902經歷機械拋光。此外,由於漿料的化學組分,工件902也經歷化學拋光。在一些實施例中,根據在第一CMP製程期間和/或之後進行的平面度測量來調整所述多個第二壓力元件144a到144e在第二CMP製程期間的壓力,以實現所期望工件厚度。The slurry arm (
第二CMP頭114具有所述多個第二壓力元件144a到144e跨及第二CMP頭114和/或跨及工件902的背側表面902b的第二分佈。在各種實施例中,第二分佈不同於第一分佈。此外,當第一CMP頭(圖11所示第一CMP頭106)的中心與第二CMP頭114的中心對準時,所述多個第二壓力元件144a到144d中的壓力元件可與位於所述多個第一壓力元件140a到140e中的相鄰壓力元件之間的對應區域交疊。因此,在一些實施例中,所述多個第二壓力元件144a到144e可補償在第一CMP製程期間在工件902的前側表面902f的與位於所述多個第一同心壓力區帶(圖11所示多個第一同心壓力區帶A1到A5)中的相鄰同心壓力區帶之間的區對應的區域中實現的非期望晶圓厚度。此部分地導致工件902具有更精確的平面化,進而使得工件902的前側表面902f在第二CMP製程之後的TTV可為顯著小的(例如,小於約0.3 um)。因此,由於所述多個第二壓力元件144a到144e的分佈不同於所述多個第一壓力元件140a到140e的分佈,因此可實現均勻的平面化,進而使得工件902具有顯著小的TTV。在又一些實施例中,可如圖6中所示和/或所述來配置第二CMP頭114,其中第二CMP頭114包括七個壓力元件。The
此外,在台板402和/或拋光墊404上設置表面測量設備120,且將表面測量設備120配置成在第二CMP製程之前、期間和/或之後重新測量工件902的表面狀況。舉例來說,將表面測量設備120配置成重新測量工件902的前側表面902f的平面度,以識別工件902的前側表面902f上的不平坦區(即,具有非期望工件厚度的區或者具有丘部和/或谷部的區)的位置。可例如將表面測量設備120配置成提供光學感測、電感測、熱感測、壓力感測和/或聲學感測。在一些實施例中,當表面測量設備120在第二CMP製程期間重新測量工件902的前側表面902f的平面度時,可根據平面度測量來調整由所述多個第二壓力元件144a到144e中的每一壓力元件施加的壓力,以實現所期望工件厚度。Additionally,
圖14示出對應於在執行動作810之後工件902的一些實施例的剖視圖1400。在又一些實施例中,在執行第二CMP製程之後,可重新測量工件902的前側表面902f的平面度。可例如通過第一拋光設備的平面度檢測系統或通過外部平面度工具來重新測量平面度。此外,可例如使用渦流、雷射脈衝、超聲脈衝、白光干涉測量術或另一種適合的方法來測量平面度。FIG. 14 illustrates a
在一些實施例中,為進一步增加工件902的前側表面902f的平面度,可在第二CMP製程之後對工件902執行一個或多個附加的CMP製程。在實施例中,在執行圖13所示第二CMP製程之後,由第三CMP頭對工件902的前側表面902f執行第三CMP製程。在此種實施例中,第三CMP頭可被配置成圖5或圖6所示第三CMP頭502,且第三CMP製程可通過與以上在圖13中所述的製程實質上相似的製程來執行。在另一實施例中,在執行圖13所示第二CMP製程之後,由第三CMP頭對工件902的前側表面902f執行第三CMP製程,且然後由第四CMP頭對工件902的前側表面902f執行第四CMP製程。在此種實施例中,第三CMP頭可被配置成圖5或圖6所示第三CMP頭502,第四CMP頭可被配置成圖5或圖6所示第四CMP頭510,且第三CMP製程及第四CMP製程可各自通過與以上在圖13中所述的製程實質上相似的製程來執行。In some embodiments, to further increase the flatness of the
因此,在一些實施例中,本公開涉及一種CMP系統,所述CMP系統包括被配置成對工件執行第一CMP製程的第一CMP頭及被配置成在執行第一CMP製程之後對工件執行第二CMP製程的第二CMP頭。跨及第二CMP頭的壓力元件的分佈不同於跨及第一CMP頭的壓力元件的分佈。Accordingly, in some embodiments, the present disclosure relates to a CMP system including a first CMP head configured to perform a first CMP process on a workpiece and configured to perform a second CMP head on the workpiece after performing the first CMP process. The second CMP head of the second CMP process. The distribution of pressure elements across the second CMP head is different than the distribution of pressure elements across the first CMP head.
在一些實施例中,本發明提供一種化學機械拋光(CMP)系統,所述化學機械拋光(CMP)系統包括:第一CMP頭,被配置成保持工件,其中所述第一CMP頭包括跨及第一壓力控制板設置的多個第一壓力元件;以及第二CMP頭,被配置成保持所述工件,其中所述第二CMP頭包括跨及第二壓力控制板設置的多個第二壓力元件,其中跨及所述第一壓力控制板的所述多個第一壓力元件的分佈不同於跨及所述第二壓力控制板的所述多個第二壓力元件的分佈。In some embodiments, the present invention provides a chemical mechanical polishing (CMP) system comprising: a first CMP head configured to hold a workpiece, wherein the first CMP head includes a span and A plurality of first pressure elements disposed across the first pressure control plate; and a second CMP head configured to hold the workpiece, wherein the second CMP head includes a plurality of second pressure elements disposed across the second pressure control plate elements, wherein the distribution of the plurality of first pressure elements across the first pressure control plate is different from the distribution of the plurality of second pressure elements across the second pressure control plate.
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件分別相對於彼此及相對於所述第一壓力控制板的中心同心,其中所述多個第二壓力元件分別相對於彼此及相對於所述第二壓力控制板的中心同心。In some embodiments, the plurality of first pressure elements are respectively concentric with respect to each other and with respect to the center of the first pressure control plate, wherein the plurality of second pressure elements are respectively relative to each other and with respect to the The center of the second pressure control plate is concentric.
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件內的壓力元件數目等於所述多個第二壓力元件內的壓力元件數目。In some embodiments, the number of pressure elements in the first plurality of pressure elements is equal to the number of pressure elements in the second plurality of pressure elements.
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件內的壓力元件數目小於所述多個第二壓力元件內的壓力元件數目。In some embodiments, the number of pressure elements in the first plurality of pressure elements is less than the number of pressure elements in the second plurality of pressure elements.
在一些實施例中,所述第一壓力控制板的直徑等於所述第二壓力控制板的直徑。In some embodiments, the diameter of the first pressure control plate is equal to the diameter of the second pressure control plate.
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件中的最內壓力元件的直徑小於所述多個第二壓力元件中的最內壓力元件的直徑。In some embodiments, a diameter of an innermost pressure element of the first plurality of pressure elements is smaller than a diameter of an innermost pressure element of the second plurality of pressure elements.
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件的寬度分別不同於所述多個第二壓力元件的寬度。In some embodiments, widths of the plurality of first pressure elements are respectively different from widths of the plurality of second pressure elements.
在一些實施例中,所述化學機械拋光系統進一步包括:第三化學機械拋光頭,被配置成保持所述工件,其中所述第三化學機械拋光頭包括跨及第三壓力控制板設置的多個第三壓力元件,其中跨及所述第三壓力控制板的所述多個第三壓力元件的分佈不同於所述多個第一壓力元件的所述分佈及所述多個第二壓力元件的所述分佈。In some embodiments, the chemical mechanical polishing system further includes: a third chemical mechanical polishing head configured to hold the workpiece, wherein the third chemical mechanical polishing head includes multiple a third pressure element, wherein the distribution of the plurality of third pressure elements across the third pressure control plate is different from the distribution of the first plurality of pressure elements and the distribution of the second plurality of pressure elements The distribution of .
在一些實施例中,所述多個第一壓力元件及所述多個第二壓力元件分別包括同心腔室,所述同心腔室被配置成向所述工件的對應區提供獨立的壓力。In some embodiments, the plurality of first pressure elements and the plurality of second pressure elements each include concentric chambers configured to provide independent pressure to corresponding regions of the workpiece.
在一些實施例中,本發明提供一種用於執行拋光製程的拋光系統,所述拋光系統包括:第一拋光設備,包括第一台板及第一化學機械拋光(CMP)頭,其中所述第一CMP頭被配置成對工件的待拋光表面執行第一CMP製程,其中所述第一CMP頭包括多個第一同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第一同心壓力元件的第一環形保持環;第二拋光設備,包括第二台板及第二CMP頭,其中所述第二CMP頭被配置成對所述工件的所述待拋光表面執行第二CMP製程,其中所述第二CMP頭包括多個第二同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第二同心壓力元件的第二環形環,其中所述多個第二同心壓力元件的寬度分別不同於所述多個第一同心壓力元件的寬度;表面測量設備,定位於所述第一台板及所述第二台板上,其中所述表面測量設備被配置成在執行所述第一CMP製程及所述第二CMP製程的同時即時測量所述工件的所述待拋光表面的平面度,其中在所述第二CMP製程期間由所述多個第二同心壓力元件施加的壓力是基於在所述第一CMP製程之後所述待拋光表面的所測量的所述平面度;以及運輸設備,被配置成在所述第一拋光設備與所述第二拋光設備之間運輸所述工件。In some embodiments, the present invention provides a polishing system for performing a polishing process. The polishing system includes: a first polishing device including a first platen and a first chemical mechanical polishing (CMP) head, wherein the first A CMP head is configured to perform a first CMP process on a surface to be polished of a workpiece, wherein the first CMP head includes a plurality of first concentric pressure elements and a first pressure element laterally surrounding the plurality of first concentric pressure elements. An annular retaining ring; a second polishing apparatus comprising a second platen and a second CMP head, wherein the second CMP head is configured to perform a second CMP process on the surface to be polished of the workpiece, wherein the The second CMP head includes a plurality of second concentric pressure elements and a second annular ring surrounding the plurality of second concentric pressure elements laterally, wherein the widths of the plurality of second concentric pressure elements are respectively different from those of the plurality of second concentric pressure elements. a width of a first concentric pressure element; a surface measuring device positioned on the first platen and the second platen, wherein the surface measuring device is configured to perform the first CMP process and the Simultaneously measuring the flatness of the surface to be polished of the workpiece during the second CMP process, wherein the pressure applied by the plurality of second concentric pressure elements during the second CMP process is based on the first the measured flatness of the surface to be polished after a CMP process; and a transport device configured to transport the workpiece between the first polishing device and the second polishing device.
在一些實施例中,所述拋光系統進一步包括:第三拋光設備,包括第三台板及第三化學機械拋光頭,其中所述第三化學機械拋光頭被配置成對所述工件的所述待拋光表面執行第三化學機械拋光製程,其中所述第三化學機械拋光頭包括多個第三同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第三同心壓力元件的第三環形環,其中所述多個第三同心壓力元件的寬度分別不同於所述多個第一同心壓力元件及所述多個第二同心壓力元件的寬度。In some embodiments, the polishing system further includes: a third polishing device including a third platen and a third chemical mechanical polishing head, wherein the third chemical mechanical polishing head is configured to performing a third chemical mechanical polishing process on the surface to be polished, wherein the third chemical mechanical polishing head includes a plurality of third concentric pressure elements and a third annular ring surrounding the plurality of third concentric pressure elements laterally, wherein the The widths of the plurality of third concentric pressure elements are respectively different from the widths of the plurality of first concentric pressure elements and the plurality of second concentric pressure elements.
在一些實施例中,所述第一化學機械拋光頭的最內同心壓力元件的寬度大於所述第一化學機械拋光頭的在側向上環繞所述第一化學機械拋光頭的所述最內同心壓力元件的同心壓力元件的寬度,且其中所述第三化學機械拋光頭的最內同心壓力元件的寬度小於所述第一化學機械拋光頭的所述最內同心壓力元件的所述寬度。In some embodiments, the innermost concentric pressure element of the first chemical mechanical polishing head has a width greater than the innermost concentric pressure element of the first chemical mechanical polishing head laterally surrounding the first chemical mechanical polishing head. The width of the concentric pressure element of the pressure element, and wherein the width of the innermost concentric pressure element of the third chemical mechanical polishing head is smaller than the width of the innermost concentric pressure element of the first chemical mechanical polishing head.
在一些實施例中,所述第三化學機械拋光頭的第二最內同心壓力元件的寬度大於所述第三化學機械拋光頭的所述最內同心壓力元件的所述寬度。In some embodiments, the width of the second innermost concentric pressure element of the third chemical mechanical polishing head is greater than the width of the innermost concentric pressure element of the third chemical mechanical polishing head.
在一些實施例中,所述多個第一同心壓力元件內的同心壓力元件數目小於所述多個第二同心壓力元件內的同心壓力元件數目,且所述多個第三同心壓力元件內的同心壓力元件數目大於所述多個第二同心壓力元件中的所述同心壓力元件數目。In some embodiments, the number of concentric pressure elements in the plurality of first concentric pressure elements is less than the number of concentric pressure elements in the second plurality of concentric pressure elements, and the number of concentric pressure elements in the third plurality of concentric pressure elements The number of concentric pressure elements is greater than the number of concentric pressure elements in the second plurality of concentric pressure elements.
在一些實施例中,所述拋光系統進一步包括:第四拋光設備,包括第四台板及第四化學機械拋光頭,其中所述第四化學機械拋光頭被配置成對所述工件的所述待拋光表面執行第四化學機械拋光製程,其中所述第四化學機械拋光頭包括多個第四同心壓力元件及在側向上包圍所述多個第四同心壓力元件的第四環形環,其中所述多個第四同心壓力元件的寬度分別不同於所述多個第一同心壓力元件、所述多個第二同心壓力元件及所述多個第三同心壓力元件的寬度。In some embodiments, the polishing system further includes: a fourth polishing device including a fourth platen and a fourth chemical mechanical polishing head, wherein the fourth chemical mechanical polishing head is configured to A fourth chemical mechanical polishing process is performed on the surface to be polished, wherein the fourth chemical mechanical polishing head includes a plurality of fourth concentric pressure elements and a fourth annular ring surrounding the plurality of fourth concentric pressure elements laterally, wherein the The widths of the plurality of fourth concentric pressure elements are respectively different from the widths of the plurality of first concentric pressure elements, the plurality of second concentric pressure elements, and the plurality of third concentric pressure elements.
在一些實施例中,所述多個第一同心壓力元件、所述多個第二同心壓力元件、所述多個第三同心壓力元件及所述多個第四同心壓力元件分別包括相同數目的同心壓力元件。In some embodiments, the plurality of first concentric pressure elements, the plurality of second concentric pressure elements, the plurality of third concentric pressure elements, and the plurality of fourth concentric pressure elements each comprise the same number of Concentric pressure element.
在一些實施例中,本發明提供一種用於工件的化學機械拋光(CMP)的方法,所述方法包括:利用第一CMP頭對所述工件的前側表面執行第一CMP製程,所述第一CMP頭具有跨及所述第一CMP頭的多個第一壓力元件的第一分佈;測量所述工件的所述前側表面的平面度;以及利用第二CMP頭對所述工件的所述前側表面執行第二CMP製程,所述第二CMP頭具有跨及所述第二CMP頭的多個第二壓力元件的第二分佈,其中由所述多個第二壓力元件施加的壓力是基於所述工件的所述前側表面的所測量的所述平面度,且其中所述第二分佈不同於所述第一分佈。In some embodiments, the present invention provides a method for chemical mechanical polishing (CMP) of a workpiece, the method comprising: using a first CMP head to perform a first CMP process on the front side surface of the workpiece, the first A CMP head having a first distribution of a plurality of first pressure elements across the first CMP head; measuring the flatness of the front side surface of the workpiece; and measuring the front side of the workpiece with a second CMP head performing a second CMP process on the surface, the second CMP head having a second distribution across a plurality of second pressure elements of the second CMP head, wherein pressure exerted by the plurality of second pressure elements is based on the The measured flatness of the front side surface of the workpiece, and wherein the second distribution is different from the first distribution.
在一些實施例中,所述第一化學機械拋光頭的最內壓力元件的寬度小於所述第二化學機械拋光頭的最內壓力元件的寬度。In some embodiments, the width of the innermost pressure element of the first chemical mechanical polishing head is smaller than the width of the innermost pressure element of the second chemical mechanical polishing head.
在一些實施例中,所述方法進一步包括:利用第三化學機械拋光頭對所述工件的所述前側表面執行第三化學機械拋光製程,所述第三化學機械拋光頭具有跨及所述第三化學機械拋光頭的多個第三壓力元件的第三分佈,其中所述第三分佈不同於所述第一分佈及所述第二分佈。In some embodiments, the method further includes: performing a third chemical mechanical polishing process on the front side surface of the workpiece using a third chemical mechanical polishing head, the third chemical mechanical polishing head having a A third distribution of a plurality of third pressure elements of three chemical mechanical polishing heads, wherein the third distribution is different from the first distribution and the second distribution.
在一些實施例中,所述方法進一步包括:利用第四化學機械拋光頭對所述工件的所述前側表面執行第四化學機械拋光製程,所述第四化學機械拋光頭具有跨及所述第四化學機械拋光頭的多個第四壓力元件的第四分佈,其中所述第四分佈不同於所述第一分佈、所述第二分佈及所述第三分佈。In some embodiments, the method further includes: performing a fourth chemical mechanical polishing process on the front side surface of the workpiece using a fourth chemical mechanical polishing head, the fourth chemical mechanical polishing head having A fourth distribution of a plurality of fourth pressure elements of four chemical mechanical polishing heads, wherein the fourth distribution is different from the first distribution, the second distribution and the third distribution.
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,其可容易地使用本公開作為設計或修改其他製程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對其作出各種改變、替代及變更。The foregoing outlines features of several embodiments so that those skilled in the art may better understand the various aspects of the present disclosure. Those skilled in the art should appreciate that they can readily use this disclosure as a basis for designing or modifying other processes and structures to carry out the same purposes and/or implement the embodiments described herein. example with the same advantages. Those skilled in the art should also realize that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the present disclosure, and they can make various changes, substitutions and alterations herein without departing from the spirit and scope of the present disclosure. .
100,700:化學機械拋光(CMP)系統 102,702:第一拋光設備 104:第一台板 105,706,902:工件 105c:中心點 105e:圓周邊緣 106:第一CMP頭 107,404:拋光墊 108:第一支撐臂 110,704:第二拋光設備 112:第二台板 114:第二CMP頭 116:第二支撐臂 118:拋光站 119:第二拋光站 120:表面測量設備 122:前開式統集盒(FOUP) 124:裝載設備 126:運輸設備 128:機器人 130:軌道 132:晶圓車 134:控制器 136:環形保持環 138:上部殼體 139:第一壓力控制板 140a,140b,140c,140d,140e,144a,144b,144c,144d,144e,144f,144g,506a,506b,506c,506d,506e,506f,506g,506h,514a,514b,514c,514d,514e,514f,514g,514h:壓力元件 141a,141b,141c,141d,141e,145a,145b,145c,145d,145e,145f,145g,508a,508b,508c,508d,508e,508f,508g,508h,516a,516b,516c,516d,516e,516f,516g,516h:寬度 142:第二壓力控制板 302,304,306:曲線圖 308:第一上部曲線 309,320a:第一水平線 310:第一下部曲線 312:第二上部曲線 314:第二下部曲線 316:第三上部曲線 318:第三下部曲線 320b:第二水平線 322a,322b,322c,322d,322e,322f,322g,322h,322i,A1,A2,A3,A4,A5,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7,C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8:同心壓力區帶 324a,324b,324c,324d:外部區 326,328,330:同心圓 400:拋光設備 402:台板 406:漿料臂 408:CMP頭 410:調節盤 411:漿料 412:拋光表面 414:CMP控制器 416:回饋路徑 417:操作常式 418:台板主軸 420:拋光墊軸線 421:晶圓軸線 422:第一角速度箭頭 424:掃描臂 426:調節表面 428:記憶體 430:CMP頭主軸 432:第二角速度箭頭 434:路徑 436:即時表面輪廓分析器 440:多區帶壓力控制器 444:盤軸線 502:第三CMP頭 504:第三壓力控制板 510:第四CMP頭 512:第四壓力控制板 706’:第一平面化工件 706’’:工件 708:平面度工具 800:方法 802,804,806,808,810,812,814,816,818:動作 900,1000,1100,1200,1300,1400:剖視圖 902b:背側表面 902f:前側表面 904:載體基底 906:半導體結構 R:半徑 Ti:初始厚度 Ts1:第一厚度 Ts2:第二厚度 100,700: chemical mechanical polishing (CMP) systems 102,702: First polishing equipment 104: The first board 105,706,902: Artifacts 105c: center point 105e: Circumferential edge 106: The first CMP header 107,404: Polishing pads 108: The first support arm 110,704: Second polishing equipment 112: The second platen 114: The second CMP header 116: second support arm 118:Polishing station 119: The second polishing station 120: Surface measurement equipment 122:Front opening unified box (FOUP) 124: Loading equipment 126: Transport equipment 128: Robot 130: track 132: Wafer car 134: Controller 136: ring retaining ring 138: Upper shell 139: The first pressure control board 140a,140b,140c,140d,140e,144a,144b,144c,144d,144e,144f,144g,506a,506b,506c,506d,506e,506f,506g,506h,514a,514b,514c,514d,514e, 514f, 514g, 514h: pressure components 141a,141b,141c,141d,141e,145a,145b,145c,145d,145e,145f,145g,508a,508b,508c,508d,508e,508f,508g,508h,516a,516b,516c,516d,516e, 516f, 516g, 516h: width 142: Second pressure control board 302, 304, 306: graphs 308: First upper curve 309,320a: first horizontal line 310: First lower curve 312: second upper curve 314: second lower curve 316: third upper curve 318: third lower curve 320b: second horizontal line 322a, 322b, 322c, 322d, 322e, 322f, 322g, 322h, 322i, A1, A2, A3, A4, A5, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8: Concentric pressure zones 324a, 324b, 324c, 324d: outer area 326,328,330: concentric circles 400: Polishing equipment 402: platen 406: slurry arm 408: CMP header 410: Adjustment dial 411: slurry 412: polished surface 414: CMP controller 416: Feedback path 417: Operation routine 418: Platen spindle 420: polishing pad axis 421: Wafer Axis 422: The first angular velocity arrow 424:Scan arm 426: Regulating surface 428: memory 430: CMP head spindle 432: The second angular velocity arrow 434: path 436:Instant Surface Profile Analyzer 440:Multi-zone pressure controller 444: disk axis 502: The third CMP header 504: The third pressure control board 510: The fourth CMP head 512: The fourth pressure control board 706': The first planarized workpiece 706'': Artifact 708: Flatness tool 800: method 802,804,806,808,810,812,814,816,818: action 900,1000,1100,1200,1300,1400: cutaway view 902b: dorsal surface 902f: Front side surface 904: carrier substrate 906:Semiconductor Structures R: Radius Ti: initial thickness Ts1: first thickness Ts2: second thickness
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,各種特徵並未按比例繪製。事實上,為使論述清晰起見,可任意增大或減小各種特徵的尺寸。 圖1A到圖1C示出化學機械拋光(CMP)系統的各種圖的一些實施例,所述化學機械拋光(CMP)系統包括分別具有多個壓力元件的第一CMP頭及第二CMP頭。 圖2A到圖2B示出工件的俯視圖的一些實施例,所述工件佈置有近接於所述工件的多個壓力元件。 圖3A示出多個曲線圖的一些實施例,所述多個曲線圖闡述在圖1A到圖1C所示CMP系統的操作期間第一CMP頭及第二CMP頭的移除速率(removal rate)。 圖3B示出工件的佈局圖的一些實施例,所述工件佈置有近接於所述工件的多個壓力元件。 圖3C示出工件的佈局圖的一些實施例,所述工件設置有跨及所述工件的多個同心壓力區帶。 圖4示出具有CMP頭的拋光設備的方塊圖的一些實施例。 圖5示出多個CMP頭的剖視圖的一些實施例。 圖6示出根據圖5所示所述多個CMP頭的一些替代性實施例的多個CMP頭的剖視圖的一些實施例。 圖7示出CMP系統的方塊圖的一些實施例。 圖8示出使用多個CMP頭對工件的待拋光表面進行拋光的方法的一些實施例。 圖9到圖14示出結構的一些實施例的剖視圖,其示出圖8所示方法。 Aspects of the present disclosure are best understood from the following detailed description when read with the accompanying figures. It should be noted that, in accordance with the standard practice in the industry, various features are not drawn to scale. In fact, the dimensions of the various features may be arbitrarily increased or reduced for clarity of discussion. 1A-1C illustrate some embodiments of various diagrams of a chemical mechanical polishing (CMP) system including first and second CMP heads each having a plurality of pressure elements. 2A-2B illustrate some embodiments of top views of a workpiece with a plurality of pressure elements disposed proximate to the workpiece. 3A illustrates some embodiments of graphs illustrating removal rates of a first CMP head and a second CMP head during operation of the CMP system shown in FIGS. 1A-1C . Figure 3B illustrates some embodiments of a layout of a workpiece with a plurality of pressure elements disposed proximate to the workpiece. Figure 3C illustrates some embodiments of a layout of a workpiece provided with multiple concentric pressure zones spanning the workpiece. Figure 4 shows some embodiments of a block diagram of a polishing apparatus with a CMP head. Figure 5 illustrates some embodiments of a cross-sectional view of a plurality of CMP heads. 6 illustrates some embodiments of a cross-sectional view of a plurality of CMP heads according to some alternative embodiments of the plurality of CMP heads shown in FIG. 5 . Figure 7 shows some embodiments of a block diagram of a CMP system. Figure 8 illustrates some embodiments of a method of polishing a surface to be polished of a workpiece using multiple CMP heads. 9 to 14 show cross-sectional views of some embodiments of structures illustrating the method shown in FIG. 8 .
106:第一CMP頭 106: The first CMP header
114:第二CMP頭 114: The second CMP header
139:第一壓力控制板 139: The first pressure control board
140a,140b,140c,140d,140e,144a,144b,144c,144d,144e:壓力元件 140a, 140b, 140c, 140d, 140e, 144a, 144b, 144c, 144d, 144e: pressure element
142:第二壓力控制板 142: Second pressure control board
302,304,306:曲線圖 302, 304, 306: graphs
308:第一上部曲線 308: First upper curve
309,320a:第一水平線 309,320a: first horizontal line
310:第一下部曲線 310: First lower curve
312:第二上部曲線 312: second upper curve
314:第二下部曲線 314: second lower curve
316:第三上部曲線 316: third upper curve
318:第三下部曲線 318: third lower curve
320b:第二水平線 320b: second horizontal line
322a,322b,322c,322d,322e,322f,322g,322h,322i:同心壓力區帶 322a, 322b, 322c, 322d, 322e, 322f, 322g, 322h, 322i: Concentric pressure zones
324a,324b,324c,324d:外部區 324a, 324b, 324c, 324d: outer area
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