TW202320975A - 用於cmp溫度控制的設備及方法 - Google Patents

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Abstract

一種化學機械研磨設備，包括用於固定研磨墊的一可旋轉托板、在研磨程序中將基板保持抵靠在研磨墊的研磨表面上的一載體、以及包括一加熱或冷卻劑流體源及一充氣室的一溫度控制系統，充氣室具有位於托板上方並與研磨墊分開的複數個開口，用於將流體輸送到研磨墊上，其中該些開口的至少一些均配置以將不同量的流體輸送到研磨墊上。

Description

用於CMP溫度控制的設備及方法
本案關於化學機械研磨（CMP），並且更具體地關於化學機械研磨期間的溫度控制。
通常透過在半導體晶片上順序沉積導電的、半導的、或絕緣層而在基板上形成積體電路。各種製造程序需要平坦化基板上的層。例如，一製造步驟，關於在非平面表面上沉積填充劑層並使該填充劑層平坦化。對於某些應用，將填充劑層平坦化，直到暴露出圖案化層的頂表面。例如，可以在圖案化的絕緣層上沉積金屬層以填充絕緣層中的溝槽與孔。在平坦化之後，在圖案化層的溝槽與孔中的金屬的剩餘部分形成通孔、插塞、及線，以在基板上的薄膜電路之間提供導電路徑。作為另一個示例性，可以在圖案化的導電層上沉積介電層，然後將其平坦化以實現後續的光刻步驟。
化學機械研磨（CMP）是一種可接受的平面化方法。這種平面化方法通常需要將基板安裝在承載頭上。基板的暴露表面通常抵靠一旋轉研磨墊放置。承載頭在基板上提供可控制的負載，以將其推向研磨墊。通常將具有磨料顆粒的研磨漿料供應至研磨墊的表面。
一種化學機械研磨設備，包括用於固定研磨墊的一可旋轉托板、在研磨程序中將基板固定在研磨墊的研磨表面上的一載體、以及包括一加熱或冷卻劑流體源及一充氣室的一溫度控制系統，該充氣室具有位於該托板上方並與該研磨墊分開的複數個開口，其用於將流體輸送到該研磨墊上。
在一態樣中，該些開口的至少一些均配置以將不同量的流體輸送到研磨墊上。
在另一態樣，沿著充氣室的第一複數個徑向位置中的每一者具有至少兩個橫向分離的開口，並且其中沿著充氣室的第二複數個徑向位置中的每一者具有一單一開口。
在另一態樣，開口的位置和尺寸使得通過複數個開口的加熱的流體的質量流速，隨著距托板的旋轉軸線的距離，而基本上呈拋物線狀增加。
在另一態樣，一種控制研磨的方法，包括下列步驟：在研磨一基板期間測量一第一研磨墊的一徑向溫度輪廓，確定提供一質量流輪廓以補償該徑向溫度輪廓中的不均勻性的一開口樣式，獲得具有以該樣式排列的開口的一底板，將該底板安裝在一化學機械研磨系統的一溫度控制系統的一臂中，以形成具有位於該托板上方的複數個開口的一充氣室，以及在該化學機械研磨系統中用一第二研磨墊研磨一基板，同時供應一加熱的流體源到該充氣室，使得該加熱的氣體流動通過複數個開口流到該第二研磨墊上。
實施方式可以包括但不限於以下可能的優點中的一者或多者。透過快速有效地升高或降低研磨墊表面的溫度，可以實現研磨墊的所需溫度控制輪廓。無需使研磨墊與諸如熱交換板的固體接觸，而可控制研磨墊的溫度，從而降低了污染研磨墊及產生缺陷的風險。可減少研磨操作中的溫度變化。這可以提高研磨程序的研磨可預測性。可減小從一研磨操作到另一研磨操作的溫度變化。這可以改善晶片間的均勻性，並改善研磨製程的可重複性。可以減小整個基板上的溫度變化。這可以改善晶片內均勻性。
具有不同開孔樣式的板可以交換到流體分配器中以提供不同的溫度輪廓。這允許了迅速測試不同的溫度輪廓，或修改研磨機以供需要新溫度輪廓的程序。
一或多個實施方式的細節將在附圖及以下詳細說明中闡述。從詳細說明、圖式、及申請專利範圍可知，其他態樣、特徵、及優點將是顯而易見的。
化學機械研磨是透通過在基板、研磨液、及研磨墊之間的界面處，進行機械磨蝕與化學蝕刻的組合來進行的。在研磨程序中，由於基板表面與研磨墊之間的摩擦而產生大量的熱量。另外，一些製程還包括現場墊修整步驟，在該步驟中將修整盤（例如，塗覆有研磨料金剛石顆粒的盤）壓靠在旋轉的研磨墊上，以修整並紋理化研磨墊表面。修整程序的研磨也會產生熱量。例如，在典型的一分鐘銅CMP製程中，名義下壓力為2 psi且去除速率為8000Å/min，聚氨酯研磨墊的表面溫度可能會升高約30℃。
CMP製程中與化學有關的變量（例如，反應開始及參與反應的速率）與機械有關的變量（例如，研磨墊的表面摩擦係數和粘彈性）兩者都與溫度密切相關。因此，研磨墊的表面溫度的變化會導致移除速率、研磨均勻性、腐蝕、凹陷、及殘留物的變化。透過在研磨程序中更嚴格地控制研磨墊的表面溫度，可以減少溫度變化，並且可以例如透過測量晶片內不均勻性或晶片間不均勻性來改善研磨性能。
已經提出了一些用於溫度控制的技術。作為一個例子，冷卻劑可以流過托板。作為另一個例子，可以控制輸送到研磨墊的研磨液的溫度。然而，這些技術可能是不夠的。例如，托板必須通過研磨墊本身的主體供應或吸取熱量，以控制研磨表面的溫度。研磨墊通常是塑料材料和不良的熱導體，因此很難從托板進行熱控制。另一態樣，研磨液可能沒有顯著的熱質量。
可以解決這些問題的一種技術是使用專用的溫度控制系統（與研磨液供應分開），將溫度控制的介質（例如液體、蒸氣或噴霧）輸送到研磨墊的研磨表面（或研磨墊上的研磨液）。
另一個問題是，在CMP製程中，沿旋轉研磨墊半徑的溫度升高通常不均勻。不受任何特定理論的限制，研磨頭與墊調節器的不同掃掠輪廓，有時在研磨墊的每個徑向區域中具有不同的停留時間。此外，研磨墊與研磨頭及/或墊調節器之間的相對線速度也會沿研磨墊的半徑變化。此外，研磨液可以充當散熱器，冷卻研磨墊中的研磨液分配到的區域。這些效應會導致研磨墊表面產生不均勻的熱量，從而導致晶片內去除率的變化。
可解決這些問題的一種技術是具有用於流體流動的開口的分配器，其間隔及尺寸設置為沿著研磨墊的半徑提供不均勻的質量流。特別地，沿著分配器的臂的開口樣式，包括開口的尺寸及開口的徑向間距，可以基於所需的溫度控制輪廓的細節來客製化。
圖1與圖2示出了化學機械研磨系統的示例研磨站20。研磨站20包括可旋轉的盤形托板24，研磨墊30位於盤形托板24上。托板24可操作以繞軸25旋轉（參見圖2中的箭頭A）。例如，馬達22可以轉動驅動軸28以旋轉托板24。研磨墊30可以是具有外研磨層34及較軟背襯層32的兩層研磨墊。
研磨站20可包括供應埠口39以將研磨液38(例如研磨漿料)分配到研磨墊30上。供應埠口39的確切位置可在不同實施方式之間變化，但通常，供應埠口39位於靠近研磨墊30中心的臂的末端。例如，供應埠口39可以位於加熱輸送臂110的端部(見圖1)。作為另一個例子，供應埠口39可以位於漿料供應臂170的端部(見圖2)。研磨站20可以包括具有修整盤92（見圖2）的一墊修整器設備90，以保持研磨墊30的表面粗糙度。修整盤90可設置在臂94的末端，該臂94可擺動以徑向地將盤90掃過研磨墊30。
承載頭70可操作以將基板10保持抵靠研磨墊30。承載頭70係懸掛在例如旋轉盤或軌道的支撐結構72上，並藉由驅動軸74連接至承載頭旋轉馬達76，使得該承載頭可繞軸71旋轉。可選地，承載頭70可以例如透過沿著軌道的運動或者透過旋轉的傳送帶本身的旋轉，而在例如旋轉盤上的滑動器上橫向振動。
承載頭70可以包括保持環84以保持基板。在一些實施方式中，保持環84可以包括與研磨墊接觸的下部塑料部分86及較硬材料的上部88。
在操作中，該托板繞其中心軸25旋轉，而該承載頭繞其中心軸71旋轉，並在研磨墊30的頂表面上橫向平移。
承載頭70可包括彈性膜80，其具有與基板10的背側接觸的一基板安裝表面，以及複數個可加壓室82，以將不同的壓力施加到基板10上的不同區域（例如不同的徑向區域）。承載頭還可包括保持環84以保持基板。
在一些實施方式中，研磨站20包括溫度偵測器64，以監測該研磨站或該研磨站中的部件的溫度，例如，研磨墊及/或研磨墊上的漿料的溫度。例如，溫度偵測器64可以是紅外（IR）偵測器，例如IR相機，其定位在研磨墊30上方並且係配置以測量研磨墊30及/或研磨墊上的漿料38的溫度。特別地，溫度偵測器64可經配置以沿著研磨墊30的半徑在多個點處測量溫度，以產生徑向溫度輪廓。例如，IR相機可以具有跨過研磨墊30的半徑的視野。
在一些實施方式中，溫度偵測器是接觸偵測器而不是非接觸偵測器。例如，溫度偵測器64可以是定位在托板24之上或之中的熱電偶或IR溫度計。另外，溫度偵測器64可以與研磨墊直接接觸。
在一些實施方式中，多個溫度偵測器可以在研磨墊30上的不同徑向位置處間隔開，以便在沿著研磨墊30的半徑的多個點處提供溫度。此技術可以替代的方式或附加的方式使用IR相機。
儘管在圖1中示出，為監測研磨墊30及/或研磨墊30上的漿料38的溫度而設置溫度偵測器64，溫度偵測器64可設置在承載頭70內部以測量基板10的溫度。溫度偵測器64可以與基板10的半導體晶片直接接觸（亦即，一接觸偵測器）。在一些實施方式中，多個溫度偵測器被包括在研磨站22中，例如以測量該研磨站的或該研磨站中的不同部件的溫度。
研磨系統20還包括溫度控制系統100，以控制研磨墊30及/或研磨墊上的漿料38的溫度。溫度控制系統100可以包括加熱系統102及/或冷卻系統104。冷卻系統102與加熱系統104中的至少一個，並且在一些實施方式中的兩者，透過操作以將溫度控制介質（例如液體、蒸氣或噴霧）輸送到研磨墊30的研磨表面36上，或輸送到已在研磨墊上具有研磨液的研磨墊36上。
對於加熱系統102，加熱介質可以是氣體，例如蒸氣或加熱的空氣，或液體，例如加熱的水，或氣體和液體的組合。該介質係高於室溫，例如在40至120ºC，例如90至110ºC。介質可以是水，例如基本上純的去離子水，或包含添加劑或化學藥品的水。在一些實施方式中，加熱系統102使用蒸氣噴霧。蒸氣可以包括添加劑或化學物質。
加熱介質可以從源108，例如蒸氣產生器，透過流過流體輸送管線118輸送到在加熱輸送臂110內的充氣室116，流體輸送管線118可以由管路、彈性管、穿過固體的通道、或它們的一些組合提供。。
示例性加熱系統102包括臂110，臂110在托板24和研磨墊30上從研磨墊的邊緣延伸到或至少接近（例如，在研磨墊的總半徑的5％以內）研磨墊30的中心。臂110可以由基座112支撐，並且基座112可以與托板24被支撐在同一框架40上。基座112可包括一或多個致動器，例如，用於升高或降低臂110的一線性致動器，及/或用於使臂110在托板24上橫向擺動的一旋轉致動器。臂110係定位成避免與其他硬體部件碰撞，例如研磨頭70及墊修整盤92。
多個開口144形成在臂140的底表面中。每個開口120配置以將加熱的流體114，例如氣體或蒸氣，例如水蒸氣，引導到研磨墊30上。開口120可由穿過底板122的孔或槽提供。替代地或另外地，一些或所有開口可由固定到底板122底部的噴嘴提供。中心板124可以夾在底板122與頂板126之間，並且穿過中心板124的一開孔可以提供充氣室116。開口120可以足夠小，並且充氣室116中的壓力足夠高，使得加熱的流體在研磨墊30上形成噴霧。開口的尺寸經設定為例如在研磨操作期間不可調節。例如，底板122可以從研磨臂移除，並且通道被加工以加寬開口或者可以更換噴嘴。
如以下將參考圖3更詳細地描述，多個開口120在底表面上以一樣式設置，其有利於根據所需溫度輪廓對研磨墊30及/或研磨墊上的漿料38進行有效溫度控制。
雖然圖1示出了沿臂110的縱向方向定位並且以均勻間隔隔開的相同尺寸的開口120，但這非為必需的。亦即，開口120可以不均勻地分佈在徑向上，或成角度，或此兩者。例如，如圖2所示，兩個或多個開口120可沿臂110的橫向定位。距托板24的中心不同徑向距離處的開口120可以具有相互不同的尺寸，例如不同的直徑。此外，在相同徑向距離處的開口，亦即，沿橫向方向排列成一條直線，可以具有不同的尺寸。另外，儘管圖1與2分別示出了九個和十二個開口，可以有更多或更少數量的開口，例如三到兩百個開口。此外，儘管圖2示出了圓形開口，開口可以是矩形，例如正方形、長狹槽、或其他形狀。
各種開口120可以將不同量的加熱的流體114（例如蒸氣）引導到研磨墊30上的不同區域（例如，不同徑向或角度區域）上。相鄰區域可以重疊。可選地，一些開口144可經定向以使得來自該開口的噴霧的中心軸線相對於研磨表面36成一傾斜角。加熱的流體，例如蒸氣，可以從一或多個開口144被引導以在由托板24的旋轉引起的撞擊區域中，沿與研磨墊30的運動方向相反的方向上具有一水平分量。
臂110可以由基座112支撐，使得開口120與研磨墊30隔開一間隙130。間隙可130以為0.5至5mm。特別地，該間隙可經選擇以使得加熱的流體的熱量在流體到達研磨墊之前不會顯著消散。例如，間隙130可經選擇以使得從開口排放的蒸氣在到達研磨墊之前不會冷凝。
在一些實施方式中，可以針對不同群組的開口120獨立地控制製程參數，例如流量、壓力、溫度、及/或液體與氣體的混合比。這將需要臂能包括多個充氣室，每個充氣室連接到獨立可控的加熱器，以獨立地控制加熱的流體的溫度，例如水蒸氣的溫度，到達相應的充氣室。
對於冷卻系統104，冷卻劑可以是氣體例如空氣，或液體例如水。冷卻劑可以在室溫下或在室溫以下冷卻，例如在5～15℃。在一些實施方式中，冷卻系統104使用空氣和液體的噴霧，例如液體的霧化噴霧，例如水。特別地，冷卻系統可以具有噴嘴，該噴嘴產生冷卻至低於室溫的水的霧化噴霧。在一些實施方式中，固體材料可以與氣體及/或液體混合。固體材料可以是經冷卻材料，例如冰，或者當溶解在水中時吸收熱量（例如通過化學反應）的材料。
可藉由流過在冷卻劑輸送臂中的一或多個可選地形成在噴嘴中的開孔，例如孔或狹槽，來輸送冷卻介質。該些開孔可由連接到一冷卻劑源的一歧管來提供。
如圖2所示，示例冷卻系統104包括在托板24和研磨墊30上方延伸的臂140。臂140可以與加熱系統的臂110類似地構造，除非如下所述。
沿著托板24的旋轉方向，冷卻系統104的臂140可以定位在系統110的加熱臂110與承載頭70之間。沿著托板24的旋轉方向，冷卻系統104的臂140可設置於加熱系統110的臂110與漿料輸送臂170之間。例如，冷卻系統110的臂110、加熱系統104的臂140、漿料輸送臂170、及承載頭70可以沿著托板24的旋轉方向依次設置。
示例冷卻系統102包括在臂140的底部上的多個開口144。每個開口144係配置以將冷卻劑（例如，諸如水之類的液體或諸如空氣之類的氣體）輸送到研磨墊30上。類似於用於加熱的流體的開口120，開口144也可以在底表面上以一樣式佈置，其有利於根據所需溫度輪廓對研磨墊30及/或研磨墊上的漿料38進行有效溫度控制。
冷卻系統102可以包括液體冷卻劑介質源146a及/或氣體源146b(見圖2)。在一些實施方式中，來自源146a的液體及來自源146b的氣體在被引導通過開口144之前可以在混合腔室中混合，例如在臂140中或臂140上。例如，空氣與氣體可以在充氣室中混合。
研磨系統20還可以包括控制器90以控制各種部件的操作，例如溫度控制系統100。控制器90可聯接至加熱源108及/或冷卻劑源146a、146b，以控制加熱的流體及/或冷卻劑的流速。例如，控制器90可以控制流體輸送管線118中的閥或液體流量控制器(LFC)。控制器90可以配置以從溫度偵測器64接收溫度測量值。控制器90可以將測得的溫度與所需的溫度進行比較，並且針對相應的加熱的流體和冷卻劑流體的流速向一控制機構（例如，致動器、動力源、泵、閥等）產生一反饋訊號。控制器90使用反饋訊號，例如依據內部反饋算法，以使控制機構調整冷卻或加熱的量，使得研磨墊及/或漿料達到（或至少接近）所需的溫度輪廓。
儘管圖2示出了用於每個子系統（例如，加熱系統102、冷卻系統104、及沖洗系統106）的單獨的臂，但是各種子系統可以被包括在由共用臂支撐的單一組件中。例如，組件可以包括冷卻模組、沖洗模組、加熱模組、漿料輸送模組、以及可選地擦拭器模組。每個模組可以包括一主體，例如一弓形主體，其可以固定到共用安裝板上，並且該共用安裝板可以固定在一臂的末端，使得該組件位於研磨墊30上方。不同的流體輸送部件，例如充氣室、管道、通道等，可以在每個主體內部延伸。在一些實施方式中，該些模組可與該安裝板分開地拆卸。每個模組可以具有類似的部件，以執行上述相關的系統的臂的功能。
圖3圖示了圖1的示例加熱輸送臂110的示意性底面圖。臂110可以是大致線性的並且可以沿其長度具有基本均勻的寬度，但是其他形狀例如扇形（又名「餅切片」）、弧形、或三角形楔形（均為系統的底視圖），可以用於在研磨墊30及/或研磨墊上的漿料38的溫度控制中實現所需的有效性。例如，加熱輸送臂110可以是彎曲的，例如形成弧形或一部分的螺旋形。
加熱輸送臂110可具有單一入口119，加熱介質通過該入口進入臂110中的充氣室116。入口119可相對於托板24的旋轉軸線位於臂110的末端。
加熱輸送臂110具有多個開口120，這些開口120以一樣式佈置在底表面110a上，例如穿過底板122。可以設計橫跨加熱輸送臂110的底表面的開口120的樣式，包括開口的尺寸和開口的徑向或角間距，以滿足各種溫度控制輪廓的特定需求。在一些情況下，溫度控制輪廓可以將加熱的流體流到研磨墊上的質量流速定義為距托板的旋轉軸線的徑向距離的函數。例如，質量流速可以隨著距旋轉軸線的距離呈拋物線狀增加。
在操作中，托板沿與臂110的縱向相切的方向旋轉。因此，為方便起見，臂110的縱向也將被稱為徑向。
在圖3的示例實施方式中，徑向均勻分佈的開口120遠離托板的旋轉軸線更密集地聚集，儘管開口可以不同地分佈並形成其他樣式。例如，開口120可以沿徑向不均勻地間隔開，即以不均勻的間隔而間隔開。作為另一個例子，開口120可以沿著臂110的縱向邊緣更密集地聚集。
該些開口120的至少一些具有不同的尺寸及/或形狀，因此將不同量的加熱的流體（例如，就質量流速而言）輸送到研磨墊上。此外，開口120的尺寸分佈可以更加重地加權到遠離托板的旋轉軸線的更大開口。如圖所示，臂的末端處的開口通常大於臂的更靠近托板的旋轉軸線的開口端。
該些開口120的至少一些，例如由元組132或四元組134所分組的開口，係沿臂110的橫向方向而橫向分離。因此，沿臂110的一些徑向位置均具有至少兩個橫向分離的開口，而沿臂110的一些其它徑向位置均具有單一開口。亦即，至少一對開口位於距托板的旋轉軸線相同的徑向距離處。
參考圖4，作為一個具體示例，如實線曲線所示的所需溫度控制輪廓，將質量流速定義為離托板旋轉軸線的徑向距離的非線性、單調遞增的函數。更具體地，開口120被佈置成具有拋物線流速，這應該導致沿著距托板旋轉軸線的徑向距離基本上線性增加的溫度輪廓（因為面積隨著半徑拋物線增加，使得更高的半徑區域需要更多的加熱的流體）。
圖4包括一個曲線圖，其包括以千克每秒(kg/s)為單位來定義質量流速的一垂直軸，及以距離托板旋轉軸線的圓周行數來定義徑向距離的一水平軸。例如，該些行可以有均勻間隔0.2～4公分，例如間隔0.6～1.0公分。
透過使用圖3的加熱分配臂110，溫度控制系統100能夠以各自的質量流速輸送加熱的流體，如散佈的點所示，與實線緊密對齊，從而有效地根據所需的溫度控制輪廓控制研磨墊及/或研磨墊上的漿料的溫度。
為了改變加熱的流體的分佈，可以移除臂110並且換入具有不同開口樣式的新底板112。在一些實施方式中，底板112可從臂移除而無需從基座112移除臂110。因此，可以使用具有不同開口樣式的不同板來提供不同的溫度輪廓。這也允許快速測試不同的溫度輪廓，或為需要新的溫度輪廓的程序去修改研磨機。
例如，在沒有透過臂的溫度控制的情況下的研磨基板期間，可以測量徑向溫度輪廓。將提供質量流輪廓以補償徑向溫度輪廓中的不均勻性的開口樣式經過計算，例如，作為徑向溫度輪廓的倒數。具有以該樣式佈置的開口的底板，可以是從一組預製底板中製造或選擇的。然後將該底板安裝在臂中並在基板研磨期間使用。
上述研磨設備及方法可以應用於各種研磨系統中。研磨墊或承載頭或兩者都可移動，以在研磨表面與基板之間提供相對運動。例如，托板可以繞軌道運動而不是旋轉。研磨墊可以是固定到托板的圓形（或其他形狀）的墊。研磨層可以是標準（例如，具有或不具有填料的聚氨酯）研磨材料、軟材料、或固定的研磨材料。
相對定位的用語，用於指示系統或基板內的相對定位，應該理解的是，在研磨操作期間，研磨表面與基板可以保持在垂直方向或某些其他方向。
控制器90的功能操作，可以使用一或多個計算機程式產品，即有形地體現在非暫時性計算機可讀儲存媒體中的一或多個計算機程式來實現，以由資料處理設備執行或以控制其操作，例如，一可編程處理器、一計算機、或多個處理器或計算機。
已描述了本發明的多個實施例。然而，將理解的是，在不脫離本發明的精神與範圍的情況下可以做出各種修改。例如，儘管上面描述了加熱的流體，冷卻系統的臂可以類似地配置，但是冷卻劑流經過臂而非加熱的流體。如果冷卻系統具有帶有相似物理結構的臂140，則適用相似的優點。例如，冷卻劑質量流速的徑向輪廓可以補償溫度的不均勻性，在這種情況下，通過降低溫度而不是升高溫度。
因此，其他實施例為以下申請專利範圍所涵蓋。
10:基板 20:研磨站 22:馬達 24:托板 25:軸 28:驅動軸 30:研磨墊 32:背襯層 34:外研磨層 36:研磨表面 38:研磨液 39:供應埠口 40:框架 64:溫度偵測器 70:承載頭 71:軸 72:支撐結構 74:驅動軸 76:承載頭旋轉馬達 80:彈性膜 82:可加壓室 84:保持環 86:下部塑料部分 88:上部 90:墊修整器設備 92:修整盤 94:臂 100:溫度控制系統 102:加熱系統 104:冷卻系統 108:加熱源 110:加熱輸送臂 110a:底表面 112:基座 114:加熱的流體 116:充氣室 118:流體輸送管線 120:開口 122:底板 124:中心板 126:頂板 130:間隙 132:元組 134:四元組 140:臂 144:開口 146a:液體冷卻劑介質源 146b:氣體源 170:漿料供應臂
圖1示出了示例性研磨設備的示意性截面圖。
圖2示出了示例性化學機械研磨設備的示意性俯視圖。
如圖3圖示了圖1的示例加熱輸送臂的示意性底視圖。
圖4表示作為距圖3的托板的旋轉軸線的徑向距離的函數的質量流速。
各圖中相同的參考符號表示相同的元件。
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
10:基板
20:研磨站
24:托板
30:研磨墊
70:承載頭
90:墊修整器設備
92:修整盤
94:臂
100:溫度控制系統
102:加熱系統
104:冷卻系統
110:加熱輸送臂
112:基座
120:開口
130:間隙
140:臂
144:開口
146a:液體冷卻劑介質源
146b:氣體源
170:漿料供應臂

Claims (16)

  1. 一種化學機械研磨設備，包括： 一可旋轉的托板，用於保持一研磨墊； 一載體頭，用於在一研磨程序中將一基板保持抵靠在該研磨墊的一研磨表面上；以及 一溫度控制系統，包括： （i）一加熱或冷卻流體源，以及 （ii）一臂，在該可旋轉的托板上延伸，並形成連接到該加熱或冷卻流體源的一充氣室，其中該臂具有複數個固定尺寸的開口，該複數個固定尺寸的開口平行連接到該充氣室，並定位在該托板上方，並與該研磨墊分離，以用於將該流體輸送到該研磨墊上，且其中該複數個固定尺寸的開口的間隔及尺寸設置成沿著該臂的該長度提供到該研磨墊上的該流體的一不均勻質量流速。
  2. 如請求項1所述的設備，其中該複數個開口的間隔及尺寸設置成使得該質量流速是距該托板的該旋轉軸線的徑向距離的一非線性函數。
  3. 如請求項2所述的設備，其中該複數個開口的間隔及尺寸設置成使得該質量流速是距該托板的該旋轉軸線的徑向距離的一單調遞增函數。
  4. 如請求項3所述的設備，其中該質量流速是距該托板的該旋轉軸線的徑向距離的一拋物線遞增函數。
  5. 如請求項1所述的設備，其中該複數個開口沿著該臂的該長度均勻地間隔開。
  6. 如請求項5所述的設備，其中該些開口的至少一些具有不同的尺寸。
  7. 如請求項5所述的設備，包括至少一對開口，該至少一對開口定位在沿著該臂的該長度的一相同位置處。
  8. 如請求項1所述的設備，其中該些開口沿著該臂的一長度不均勻地間隔開。
  9. 如請求項1所述的設備，其中該流體包括一加熱的流體。
  10. 如請求項9所述的設備，其中該流體包括蒸氣。
  11. 一種化學機械研磨設備，包括： 一可旋轉的托板，用於保持一研磨墊； 一載體頭，用於在一研磨程序中將一基板保持抵靠在該研磨墊的一研磨表面上；以及 一溫度控制系統，包括： （i）一加熱或冷卻流體源，以及 （ii）一臂，在該可旋轉的托板上延伸，並形成連接到該加熱或冷卻流體源的一充氣室，其中該臂具有複數個固定尺寸的開口，該複數個固定尺寸的開口平行連接到該充氣室，並定位在該托板上方，並與該研磨墊分離，以用於將該流體輸送到該研磨墊上，且其中該複數個固定尺寸的開口沿著該臂的該長度排列成複數行，而一行或多行具有多個開口。
  12. 如請求項11所述的設備，其中該複數行沿著該臂的該長度均勻地間隔開。
  13. 如請求項12所述的設備，其中該複數行以0.2-4cm的間隔間隔開。
  14. 如請求項11所述的設備，其中多行包括不同尺寸的開口。
  15. 如請求項11所述的設備，其中多行包括一單一開口。
  16. 如請求項14所述的設備，其中多行包括三個開口。
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