TWI270436B - Polishing pad conditioning - Google Patents

Description

1270436 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於化學機械式平坦化的裝置及方法，特 別是有關於利用圓柱型拋光墊及調整器來進行的基儘平坦 化作業。 【先前技術】 化學機械式平坦化（CM P )是一種被高度應用在半導 體基體之表面平坦化作業上的方法。在CMP作業中通常 要使用到拋光墊。 【發明內容及實施方式】 下面的詳細說明係配合於附於本文中而構成其一部份 的圖式來加以解釋，其中相同的參考編號係用以代表相同 的部位，在圖式係例示地顯示出用以實施本發明的某些特 定的實施例。可以瞭解到，在不脫離本發明之範疇的情形 下，其仍可使用其他的實施例，且亦可進行結構或邏輯上 的變化。因此，下面的詳細說明並不是做爲限制之用，而 本發明的範圍是以所附的申請專利範圍及其等之等效者來 加以定義的。 下面的說明係配合拋光墊及調整件來加以解釋的。在 此技藝中可以瞭解到，拋光墊係用來對基體做平坦化作業 。可以瞭解到，本文中所用的基體一詞可以是任何形式的 材料，例如晶圓、半導體元件上的材料層等等。亦可瞭解 • 4 - 1270436 (2) 到，調整件係在以拋光零件塞阻或堵塞及磨耗後，用來淸 潔及調整拋光墊之用的。本發明之方法及裝置的實施例包 括那些提供及使用圓柱型拋光墊於基體表面上應用者，以 及那些提供及使用圓柱型調整件於拋光墊表面的應用上。 可以明白及瞭解本文中以拋光墊名義稱之而加以說明的方 法及裝置亦可應用在調整件上，反之亦然。 本發明之裝置及方法的實施例可提供能在平坦化作業 過程中，更可靠及一致且均勻地處理半導體基體的能力。 對於多個製程參數的控制可提供能以低壓力及極高旋轉速 度來處理基體的能力，此在極低K係數材料的平坦化作 業上是特別地有用。同樣的，對於多個製程參數的控制可 提供能在平坦化過程中防止材料層離（D e 1 a m i n a t i ο η )的 情形，此種情形係由低.K介電及金屬層間的較弱附著力 所造成的。 本發明之裝置及方法的實施例可提供能以遠較目前市 場上所知之系統高許多之效率方式來消除WIW (晶圓基 體內）及WID (晶粒內）的不均勻度的平坦化作業。隨著 基體半徑的增大，橫跨過基體的速度梯度亦會增加。本文 中所描述的裝置及方法可藉由將單一個或多個拋光墊以不 同速度移動，或在基體上施加不同壓力，以使其可以具有 能將拋光溶液在基體上不同位置處以不同流率加以灑佈優 點，進而克服此項問題。 本發明之裝置及方法的實施例亦可使單一個或多個拋 光墊具有不同的旋轉速度、不同的施用之壓力（以向下力 -5- 1270436 (3) 或是拋光墊膨脹等形式顯現），以及不同的線性速率定位 在基體表面上，以消除及修正平坦化作業中的 WIW (晶 圓基體內）及WID (晶粒內）不均勻度。在此種結構下， 每一個拋光墊的速度均可加以調整，而使得其能配合於基 體表面上特定區域內的速度，以在基體表面上產生線性速 度。這可在高旋轉速度下施用極低拋光墊壓力於基體上的 情形中，有助於WIW及WID平坦化作業。 此外，本發明之CMP方法及裝置的實施例亦提供單 一個或多個調整件在不同參數上的共同及個別的控制，以 消除及修正因爲平坦化作業中 WIP (拋光墊內）及 WIW (晶圓內）之不均勻度所致之不一致的拋光墊磨耗。每一 調整件的速度均可加以調整，以使其更緊密地配合於特定 區域內的拋光墊表面速度，而能在拋光的表面上形成線性 速度。圓柱型拋光墊上能影響拋光/調整結果的可控制參 數至少包括有旋轉速度、徑向及角位置及速度、拋光墊內 部膨脹壓力、接觸壓力、拋光墊形態、以及漿體相關參數 。可以瞭解到，任何適當的參數均可加以利用及管制，只 要這些參數可配合於本文內所述之本發明實施例即可。 在某些實施例中，圓柱型拋光墊及圓柱型調整件可以 是可膨脹/可脹大的。在此等實施例中，圓柱型拋光/調 整件可藉由流體或機械力加以膨脹，而此一膨脹狀態係可 變的，以供調整拋光/調整力量。藉由小的膨脹增量，可 膨脹拋光墊可以極微小及正確的量來改變拋光/調整力道 ’以增進對於晶圓拋光的控制及管制。 -6 - 1270436 (4) 第1圖至第1 2 B圖中所不的實施例中說明可在c M P 作業中用來拋光半導體晶圓的拋光墊。這些拋光墊可由熟 知此技藝之人士所知曉的任何適當材料，或是該等材料之 組合來製做之，例如橡膠、聚醯胺、聚酯之類的聚合物， 或是有機金屬材料、金屬材料等，只要這些材料能有助於 本文中所述之CMP作業的運作。本文中所述的拋光墊亦 可以具有任何適當型式的內部結構，例如多孔型、實心結 構、半實心結構、磨擦型等。此外，本文中所述的拋光墊 亦可以7H具有添加劑之多孔型結構的組合，以增進拋光墊 的拋光特性。因此，如本文中所使用的，圓柱型拋光墊可 以固著至臂狀裝置上，其可將拋光墊移動至欲拋光之基體 上的任何適當區域內。可以瞭解到，此臂狀裝置可以由任 何適當的材料所製成，並可具有任何適當型式的構造，只 要可供圓柱型拋光墊結合至該臂狀裝置上，且該圓柱型拋 光墊可以轉動，並根據本文中所述之裝置及方法而作用在 欲處理之基體上即可。 第1圖至第4圖分別是根據本發明之一實施例的 CMP裝置2的頂視圖、側視圖、側視圖及頂視圖，其包 含有旋轉的基體固定器1 2及單一個可結合至控制臂1 6上 的圓柱型拋光墊2 0。基體固定器1 2可將基體1 3固定於 水平位置上，而使基體1 3要加以拋光的表面1 4面向上。 可以瞭解到，雖然在第]圖至第4圖的範例性實施例中所 不的基體】3是位在水平位置上，但是基體1 3亦可放置在 任何可供進行拋光的適當方位上，例如說水平方位、垂直 -7 - 1270436 (5) 方位、位在垂直及水平方位之間的斜角方位等。此外，基 體1 3亦可以面向下，以及面向上及位在其等之間的任何 位置之間等的情形下加以拋光。基體固定器1 2的結構係 可以固定或可變速度（Vs ) 3 5來轉動基體1 3，而此速度 (V s ) 3 5係依所需之拋光性能加以改變的。在一實施例 中，當速度（V s )增加時，拋光率亦會增加，而當速度（ V s )減低時，拋光率亦會減底。因此，藉由智慧型地控制 及操作速度3 5，其將可以依拋光作業所需而將拋光率調 整至所需的速率。 拋光墊20係圓柱狀，其在一實施例中係構造成可沿 著縱長向軸心線結合至控制臂上。在一實施例中，此拋光 墊2 0的長度係小於基體1 3的半徑。在第1圖所示的實施 例中，拋光墊2 0的長度係約爲基體1 3之半徑的三分之一 。在其他的實施例中，拋光墊2 0長度則可以是基體1 3之 半徑的適當分數。在再另外的一些實施例中，拋光墊20 可以等於或大於基體1 3的半徑。在此一實施例中，拋光 墊2 0接觸至基體1 3上的接觸區域是會改變的，而拋光墊 2 〇的旋轉速度則會依據拋光墊的接觸點來加以調整。接 觸區域的位置及大小可藉由將控制臂1 6的角度加以改變 而使該接觸臂1 6在其與基體1 3之間形成銳角而改變之。 依所需的拋光率及拋光區域而定，此銳角可可自〇度變化 S 90 度。 在一實施例中，控制臂16在運作中可以延伸至基體 固定器12的上方，而位在一個大致上平行於基體表面14 1270436 (6) 的位置上。控制臂1 6可繞著一個靠近於基體固定器1 2的 固定點1 5在旋轉速度3 9及位置4 5的狀態下轉動。在一 實施例中，控制臂1 6係構造成可收納圓柱型拋光墊20， 並以平移速度（V t ) 3 4沿著該控制臂1 6且平行於基體表 面1 4來線性地平移該拋光塾20。如上所述，在其他的實 施例中，控制臂1 4亦可構造成使控制臂1 6能相對於基體 1 3而形成銳角。在一實施例中，控制臂1 6係構造成能將 拋光墊2 0定位在基體表面1 4上自至少基體固定器1 2之 旋轉軸心線1 7至基體1 3邊緣1 8之間的預定位置上。在 第1圖至第4圖中所示的實施例中，拋光墊2 0的三個位 置分別定義爲中心位置2 5、中間位置2 6及邊緣位置2 7， 然亦可定義出其他的位置。因此，在一實，施例中，控制臂 1 6係構造成可將拋光墊2 0在這三個拋光墊位置之間做線 性平移，並疊覆於一個或多個拋光墊位置的一部位上。可 以瞭解到’可以依所需的拋光型式而定而使用適當數量' 大小、位置及形狀的預定位置。在其他的實施例中，可以 不需要任何的預定位置，因此可依拋光位置及拋光作業進 行的方式而定，來改變拋光墊20的旋轉及平移運動，以 將拋光墊20施用至基體上任何適當部位上。此外，如下 文將討論的，基體1 3的旋轉速度，及拋光墊20的膨脹和 拋光墊2 0所施用的向下力量亦可變化，以有助於拋光作 業的進行。 控制臂16係構造成能將拋光墊20繞著拋光墊20的 縱長向軸心線轉動。拋光墊2 0的旋轉速度（V p ) 3 0是可 -9- 1270436 (7) 以變化的’並可針對所需的拋光性能來加以調整。在本發 明方法的一實施例中，拋光墊2 0的旋轉速度v p 3 0是根 據其在基體1 3上的徑向位置而調整的。在其他因素未改 變的情形下，當旋轉速度3 0增大時，拋光率也會增加， 而當旋轉速度3 0減低時，拋光率也會減低。 在一實施例中，控制臂1 6係可以預定的壓力（p ) 4 0 將拋光墊20與基體13接觸。壓力40可以是定値，或是 在某一位置上連續改變，或者在沿著基體1 3之半徑上的 位置（P c 4 1、P m 4 2、P e 4 3 )而變化。此外，如下文配 合第1 2 A圖和第1 2 B圖所討論的，拋光墊2 0可以移置至 靠近於基體1 3之處並進行膨脹而透過拋光墊20的膨脹與 基體13開始接觸。 在本發明方法的一實施例中，壓力4 0可以沿著橫跨 過基體1 3的方向連續地變化，而拋光墊2 0可以沿著控制 臂1 6前後移動，以修正速度因爲沿著基體1 3自轉動軸心 線1 7至邊緣2 7之半徑而致的變化。在其他的實施例中， 控制臂1 6係構造成可自我移動，進而將拋光墊2 0沿著基 體的半徑自基體1 3的中心點移動至基體1 3的周邊處。在 再另外的其他實施例中，控制臂1 6係構造成可以沿著任 何其他適當路徑，例如鋸齒狀、弧狀、任意路徑等等，將 拋光墊2 0加以移動，以拋光基體1 3上所欲拋光的區域。 基體1 3之中心點與基體1 3之周邊/邊緣之間的速度差値 會因基體1 3的半徑的增大而增大。因此，藉由改變拋光 墊2 0的旋轉速度（以及調整其他因素），其將可以正規 ‘10- 1270436 (8) 化（N o rm a 1 i z e d )橫跨過基體1 3的拋光率。在一實施例 中，拋光墊2 0的位置及平移速度（Vt ) 3 4、拋光墊旋轉 速度（Vp35、Vc36、Vni37、Ve38)、拋光墊壓力（P )4 0、控制臂旋轉速度（C v ) 3 9和位置（C p ) 4 5、以及 基體13的旋轉速度（Vs) 35寺可以錯由來自原位製程/ 基體表面測量系統的迴授信號來加以控制，以消除基體 1 3之表面1 4上的特定不均勻性。因此，在差値速度較大 之處，例如在基體1 3的周邊處，其可調整在該位置處的 拋光墊2 0與基體1 3間的差値速度，以使差値速度大致上 維持成與拋光墊2 0與基體1 3間之差値速度相同。 桌5圖至桌8圖分別是根據本發明之一實施例的 CMP .裝置4的頂視圖、側視圖、側視圖及.·頂視圖，其包 3泪ί疋轉的基目豆固疋益1 2 ’其具有多個圓柱型抛光墊2 〇 a 、20b、20c，伺軸地結合至控制臂46上。基體固定器12 可將基體1 3固定在大致上水平的位置上，而使欲拋光之 基體表面14面向上。如在第1圖至第4圖中所討論的， 基體表面1 4可以面對任何適當的方向，例如向上、向下 及其間的任何位置。基體固定器1 2可以固定速度或是依 基體1 3上不同區域所需之拋光率而變化之速度來轉動基 體13 〇 在一實施例中’拋光墊2〇a-c係圓柱狀，並係構造成 口J沿著縱長向軸心線結合至控制臂上。在一實施例中，每 一拋光墊20 a_c的長度係小於基體13的半徑。可以同時 使用多個拋光墊20a<來覆蓋於基體表面上。在第5 -11 > 1270436 (9) 圖的實施例中，其係使用多個拋光墊2 0 a - c，而每一拋光 墊2 Oa-c的長度係約爲基體13之半徑的三分之一。在其 他的實施例中，每一拋光墊2 0 a- c的長度則可以是基體1 3 之半徑的適當分數。在再另外的一些實施例中，拋光墊 2 Oa-c可以等於或大於基體13的半徑。 在一實施例中，控制臂4 6在運作中可以延伸至基體 固定器1 2的上方，並大致上平行於基體表面1 4。在其他 的實施例中，如配合於第1圖至第4圖所說明的，控制臂 4 ό可以相封於基體表面1 4呈銳角狀態。控制臂4 6係構 造成可繞者一個罪近於基體固定器1 2的固定點1 5在控制 臂旋轉速度（C ν ) 1 9及位置（C ρ ) 4 5的狀態下，以一種 橫掃的方式轉動。控制臂4 6上可以收納多個圓柱型拋光 墊2 0 a - c。在一實施例中，拋光墊2 0 a - c可以固定在控制 臂46長度上的固定位置上。控制臂46可將拋光墊20a-c 移動成大致上平行於基體表面1 4 (或者亦可依所應用的 實施例的不同而使其等與基體表面1 4間呈銳角），並與 基體表面1 4相接觸。在第.5圖的實施例中，該三個拋光 墊2 Oa-c中的每一者分別定義出中心位置25、中間位置 2 6及邊緣位置2 7。但可以瞭解到，第5圖中所使用的區 域僅係示範例而已，任何數量、大小及形狀的區域均可在 適當的拋光率範圍內加以拋光。 控制臂4 6係構造成能將拋光墊2 0 a · c繞著拋光墊的 縱長向軸心線轉動。每一拋光墊的旋轉速度（Vpc 3Ί、 V pm 32、Vpe 33 )均是可以變化的，並係互相獨立的，且 -12- l27〇436 (10) 可針對所需的拋光率來加以選取。在本發明方法的_實施 例中，拋光墊2〇a-c的旋轉速度3 1、32、33是根據其在 基體1 3上的徑向位置而§周整的。在基體1 3的切線速度較 大的情形下，拋光墊的旋轉速度會較小，而在基體1 3的 切線速度較小的情形下，拋光墊的旋轉速度.3 0會較大， 1 因之而可使橫跨過整個基體1 3的拋光率化一化，以獲致 均勻的拋光作業。 在一實施例中，控制臂46係可以預定的固定壓力（ P c 4 1、P m 4 2、P e 4 3 )將拋光墊2 0 a - c與基體} 3接觸， 或者在其他的實施例中，此壓力41、42、43可在拋光過 程中’依拋光狀態及針對基體1 3上某些區域所需的拋光 型式來加以變化。此外，如前文配合第·.〗.圖至第4圖及第 1 2 A圖至第1 2 B圖所做的討論，拋光墊2 0 a- c是可以膨脹 的°因此’其膨脹的程度可以甩來控制施加至基體1 3上 的拋光壓力。 在本發明方法的一實施例中，每一拋光墊2 0 a- c的拋 光墊旋轉速度的每一者3丨、32、33係選取成能修正基體 速度3 6、3 7、3 8沿著基體1 3之半徑所造成的差値。當基 體1 3的半徑愈大時，該速度差値也會愈大。.拋光墊旋轉 速度（Vpc 3 1、Vpnl 32、Vpe 33 )、拋光墊壓力（Pc 41 、Pm 42、Pe 43 )、控制臂旋轉速度（Cv) 39和位置（ c P ) 4 5、以及基體旋轉速度3 5等均可以藉由來自原位製 程/基體表面測量系統的迴授信號來加以控制，以消除基 體表面】4上的特定不均勻性。在此種系統中，其可以在 -13- 1270436 (11) 基體1 3的不同部位上測量基體1 3的拋光率。因 迴授環路系統，其將可以根據來自表面測量系統 迴授信號而控制、管理及改變基體1 3上不同部 光率。可以瞭解到，如熟知此技藝之人士所知曉 適當型式的控制系統及迴授環路系統均可用來度 光作業的進行結果。 第9圖是根據本發明之一實施例的C Μ P裝 視圖，其包含有旋轉的基體固定器1 2，以及圓 墊2 0a、20b、2 0c，其等結合至三根以互相平行 別結合至單一旋轉點1 5上而成爲單一單元47的 臂47a-c.之每一者上。基體固定器12可將基體: 大致上水平的位置上，而使欲拋光之基體表面1 。可以瞭解到，基體固定器1 2係構造成能將基售 在任何適當的方向上，例如大致上垂直的方向' 平的方向及其間的任何方向。基體固定器1 2係 以固定速度或是依所需之拋光率之不同而變化的 動基體1 3。在一實施例中，當拋光墊是以固定 時，基體固定器1 2以較高速度轉動會得到較高 。可以瞭解到，拋光塾20a-c及基體固定器12 率可以互相配合改變，以改變拋光率。 每一拋光墊20a-c均係圓柱狀，並係構造成 長向軸心線結合至該等控制臂47a-c之一者上。 討論的，每一拋光墊2 0 a - c的長度可小於基體1 。在第9圖所不的賓施例中，每一拋光墊2 0 a - c 此，透過 的拋光率 位內的拋 者，任何 量基體拋 置6的頂 柱型拋光 關係而分 獨立控制 13固定在 4面向上 I 1 3固定 大致上水 構造成可 速度來轉 速率轉動 的拋光率 的旋轉速 可沿著縱 如前面所 3的半徑 的長度係 -14 - 1270436 (12) 約爲基體13之半徑的三分之一。在其他的實施例中，每 --拋光墊20a-c均可延伸至基體】3之半徑的適當分數之 範圍。在再另外的一些實施例中’每一拋光墊2 0 c均是 等於或大於基體1 3的半徑。在這些實施例中，拋光墊 2 Oa-c的接觸角度係可加以調整，以決定拋光墊2 1 a-c和 基體1 3間之接觸範圍的大小。 在一實施例中，每一根控制臂47a<在運作中均可以 延伸至基體固定器12的上方’並大致上平行於基體表面 1 4。如前文中配合於第1圖至第4圖所討論的，在其他的 實施例中，控制臂47a-c可以相對於基體表面的表面 呈銳角狀態。控制臂係構造成可以整個單元47繞 著一個靠近於基體固定器I 2的固定點1 5在旋轉速度（Cv )4 5下以·一種橫掃的方式轉動。每一控制臂4 7 a - c均係構 造成可以收納一個圓柱型拋光墊20 a-c。該等控制臂47a-c 均可將拋光墊2 0 a - c在大致上平行於基體表面1 4的情形 下沿著控制臂4 7 a- c做線性平移。在其他的實施例中，控 制臂4 7 a - c本身可以移動，進而能移動拋光墊2 0 a - c。在 第3圖的實施例中，其有三個拋光墊位置，分別爲中心位 置2 5、中間位置2 6及邊緣位置2 7。可以瞭解到任何適當 之數量、大小及位置的拋光墊位置均可爲本文中所描述的 裝置及方法加以應用。在一實施例中，該等控制臂47a_c 之每一者均係構造成能將拋光墊2〇a-c移動至基體表面14 上預定的位置處。在此種實施例中，控制臂47a能將拋光 塾2 0 a移動至所設定的中心位置2 5，控制臂4 7 a能將拋 -15 - 1270436 (13) 光墊2 0 b移動至所設定的中間位置2 6，而控制臂4 7 c則 能將拋光墊2 0 c移動至所設定的邊緣位置2 7處。該等控 制臂47a-c之每一者均係構造成能將拋光墊2Qa_c線性平 移至該三個拋光墊位置2 5、2 6、2 7之至少一者處，以及 移動至與一個或多個拋光墊位置2 5、2 6、2 7的一部份相 重疊的位置處。 該等控制臂4 7 a- c之每一者均係構造成能將拋光墊 2 Oa-c繞著拋光墊的縱長向軸心線轉動。拋光墊旋轉速度 (Vpc 3 1、Vpm 32、Vpe 33 )、拋光墊壓力（P c 4 1、P m 42、Pe 43)、控制臂旋轉速度（cv) 39和位置（Cp) 45 、以及基體旋轉速度3 5，以及拋光墊2 0 a - c的膨脹程度等 均可以預先設定，或是根據來自原位製程/基體表面測量 系統的迴授信號來加以改變，以消除基體表面i 4上的特 定不均勻性。因此，如果該迴授系統認爲基體1 3上的某 一特定區域內的拋光率過高，則拋光墊旋轉速度、控制臂 旋轉速度、拋光墊壓力、拋光墊膨脹程度，及/或基體旋 轉速度均可以減低之。相反的，如果某一特定區域內的拋 光率過低，則前述的變數在適當的組合下，均可變更，以 增加拋光率，例如說增加拋光墊壓力、拋光墊旋轉速度、 基體旋轉速度等等。因此，依所需的拋光動力狀態而定， 某些變數可以增加，而某些變數可以減低。因此之故，每 一拋光墊20 a-c的旋轉速度均可以是可變的，並係互相獨 立的’且可針對基體1 3中某一特定區域所需的拋光率來 加以選取。在此範例中.，每一拋光墊20 a-c的旋轉速度是 -16- 1270436 (14) 根據其在基體1 3上的徑向位置而調整的，因而可使橫跨 過基體1 3半徑的拋光率一致。其他的變數亦可個別地加 以控制，或互相配合控制，以獲致所需的拋光輪廓。 該等控制臂4 7 a - c之每一者均可以與其他拋光墊2 0 a-c無關的預定壓力將拋光墊20a-c與基體13接觸。此壓力 可以是固定的，或者在一位置上改變，或者隨著沿著基體 1 3之半徑的位置的不同而變化。 在本發明方法的一實施例中，每一拋光墊20a-c的拋 光壓力係沿著橫跨過基體1 3的方向而變化的，且拋光塾 2 0a-c可沿著控制臂47a-c前後平移，以修正基體13之半 徑上的速度差値。此速度差値會因基體1 3之半徑的加大 而加大，因爲基體1 3邊緣上切線速度是大於基體1 3中間 位置處的切線速度。拋光墊位置2 5、2 6、.2 7及平移速度 (Vtc 3 4a、Vtc 34b、Vte 3 4c ) ' 拋光墊旋轉速度（Vpc 31、Vpm32、Vpe33)、拋光墊壓力（Pc41、Pin42、Pe 43 )、控制臂旋轉速度（Cv ) 39及位置（Cp ) 45，以及 基體旋轉速度35等均可根據來自原位製程/基體.13表面 測量系統的迴授信號來加以控制，以消除基體表面丨4內 的特定不均勻度。 第1 0圖是根據本發明之一實施例的漿體輸送系統5 4 的頂視圖。在本發明的一實施例中，漿體及/或拋光溶液 係透過發體散怖頭5 〇經由一個或多個埠口 ： 51而直接散灑 至基te表面1 4上。依據基體上不同部位所需的不同拋光 效果’談等多個埠口 5】之每一者可以散佈相同量的漿體 -17- 1270436 (15) /拋光溶液，或者該等多個埠口 5 1之每一者均可散佈不 同量的漿體/拋光溶液。因此，該等多個埠口 5 1可以根 據基體上不同部位所需的拋光輪廓而施用不同/相同量的 漿體/拋光溶液至被拋光之基體的不同部位上。可以瞭解 到，熟知此技藝之人士所知曉的任何型式的漿體均可加以 使用。 第1 1圖是根據本發明之一實施例的拋光墊2 0的側視 剖面圖，其中漿體及拋光溶液係經由每一拋光墊2 0上的 穿孔52來加以灑佈。在一實施例中，漿體係輸入至拋光 墊2 0的內部，再經由穿孔5 2輸出。因此，獎體可以在基 體拋光作業的過之前或之中經由拋光墊2 0加以施用至基 體上。 第1 2 A圖顯示出本發明之一實施例的可膨脹圓柱型 拋光墊20 / 。在一實施例中，可膨脹圓柱型拋光墊20 / 具有核心77，其可以是中空的，以容納所輸入的流體， 或者在另一種實施例中，核心7 7可以包含有機械臂，其 結構可將可膨脹圓柱型拋光墊20'加以推出。在核心77是 中空的實施例中，核心7 7可以容納來自輸入裝置7 9的流 體。輸入裝置7 9可以是適當的臂或管，其可在可膨脹圓 柱型拋光墊2〇/需要膨脹時，將流體送入至核心77內。 在一實施例中，在此應用中所說明的任何臂部均可用來做 爲輸入裝置79，而在另外的實施例中則是使用另外的中 空管狀裝置來做爲輸入裝置79。 第1 2B圖顯示出本發朋之一實施例中的可膨脹圓柱型 -18- 1270436 (16) 拋光墊2 0 /的膨脹作業。在一實施例中’係將流體輸入 至核心7 7內，以在核心7 7內產生向外的壓力.。因此，可 膨脹圓柱型拋光墊2 0 /可因流體的輸入而膨脹至外圍周 邊8 I之處。可以瞭解到，此流體可以是任何適當的流體 ’其可輸入至核心7 7內並產生向外的壓力，以將可膨脹 圓柱型拋光墊2 0 /加以膨脹。可以瞭解到，可膨脹圓柱 型拋光墊2 0 /膨脹的程度會依輸入至核心內的流體之量 而改變。在另一實施例中，核心77可以包含有可向外推 壓的機械臂。因此，當機械臂啓動時，可膨脹圓柱型拋光 墊2 0 /即可膨脹至外圍周邊8 1處。可以瞭解到，此可膨 脹圓柱型拋光墊2 0 /亦可用來做爲本文中所描述之任何 需要使周拋光墊的實施例內的拋光墊。 在一·實施例中，其係藉由拋光墊2 0 /之膨脹而施加 極低的拋光壓力至基體上。可膨脹圓柱型拋光墊2 0 /可 被移至非常靠近於要加以拋光或平坦化處理的基體表面處 。在此種實施例中，未膨脹之拋光墊20 /與基體表面間 的距離可由拋光墊2 0 /的膨脹度來加以決定。因此，在 拋光墊20 /靠近至基體表面後，拋光墊2〇/即可根據本 文中所描述的實施例來加以膨脹或膨大，而該膨脹結果可 造成拋光墊2 0…與被拋光之基體表面間的接觸。因此之 故，由於此膨脹結果之故，小量的拋光壓力會施加至基體 表面上。 第1 3圖至第2 5 B圖顯示出本發明用來調整拋光墊的 實施例。此係一種用來調整製造半導體晶圓的.CMP裝置 1270436 (17) 內之拋光墊的#置。在所述的實施例中，調整件在形狀上 係呈圓柱狀，但可以瞭解到，此調整件可以製做成任何可 應用在本文內的其他幾何形狀。此外，調整件亦可由任何 可用來調整拋光墊的適當材料加以製成，例如橡膠、聚醯 胺、聚酯之類的聚合物、有機金屬材料、金屬材料等。在 一實施例中，調整件係較要加以調整之拋光墊爲硬的材料 。在其他的實施例中，調整件可以依所需之拋光墊調整的 型式而定而爲較柔軟些。調整件可以應用成利用摩擦力來 將不需要的物質自拋光墊表面上加以移除，也可以移除拋 光墊上磨損的部位，而使拋光墊能大致上平坦，或者將拋 墊加以平坦化’以有助於增進均勻移除率的一致性，或 是將拋光墊加以平坦化處理，以增進移除率的均勻性。 第1 3圖至第1 6圖分別是根據本發明之一實施例的 CMP裝置102的頂視圖、側視圖、側視圖及頂視圖，其 包含有拋光墊裝置119及諷整件裝置1〇3。該拋光墊裝置 1 1 9包含有旋轉的拋光墊周定器1 ] 2，可供拋光墊1 1 3固 定或設置在其上。在一實施例中，拋光墊固定器可以固定 或可以所需拋光率而變之速度（Vp ) 135而繞Y-Y軸1 17 率專動。藉由增加拋光墊的速度，摩擦力會增大，因之而可 胃到較大的調整率。可以瞭解到，摩擦力之增大或減少係 依所需之調整率的調整而定的。拋光墊1 1 3可以設置在拋 光2固疋窃1】2上任何適當的位置’可供調整件裝置1 0 j 在拋光過程或者調整過程中接觸之。在一實施例中，如第 15圖中所示拋光墊1 13係設置成大致上水平而面向上的 -20- 1270436 (18) 方向上。在其他的實施例中，拋光墊係設置成朝向垂直方 位，而在再另外的實施例中，拋光墊係設置成朝向垂直方 位與水平方位間的住何方位上。因此，依所需的拋光/調 整而定，拋光墊的方位是可以改變的。 此實施例的拋光墊裝置1 1 9係許多種可以配合本文中 所述之方法及裝置使用之拋光墊裝置型式中的代表例而己 。在一實施例中，拋光墊裝置1 1 9係爲一種旋轉碟型式的 拋光件。可以瞭解到，拋光墊表面1 1 4係可分割成任何適 當數量及形狀的區域，以供進行不同的拋光及調整作業， 只要其可以應用本文中所描述的方法邏輯即可。在一範例 性實施例中，拋光墊表面1 1 4係分割成三個圓形區域或位 置，以等距離自Y-Y軸U 7分隔開，例如中心位置1 25、 中間位置]2 6及周邊位置丨2 7。該等位置1 2 5、1 2 6、1 2 7 之每一者均具有一個枏對應的速度 V c 1 3 6、V m 1 3 7、 Ve i 3 8，其等可針對某一給定拋光墊速度（Vp ) 135所需 的拋光墊調整程度而改變。在一實施例中，當速度V c 1 3 ό、V m 1 3 7、 V e 1 3 8增力□時，拋光墊的調整率也會增 加。可以瞭解到，速度1 36、1 3 7、1 3 8和1 3 5可以根據拋 光墊1 1 3上特定區域所需的調整效果而一起或是，個別的改 變。在一實施例中，速度1 3 6、1 3 7、1 3 8和1 3.5係個別的 改變，以使得拋光墊上不同的區域可以相同或不同的速率 來調整。 在一實施例中，調整件裝置1 0 3包含有單一個調整件 U 〇，其係結合至本發明之—實施例的控制臂π 6上。此 -21 - 1270436 (19) 調整件1 20是圓柱狀而構造成可沿著縱長向軸心線X-X 結合至控制臂1 1 6上。可以瞭解到調整件1 20可以任何適 當方式加以設置，而使調整件1 2 〇接觸並調整該拋光墊。 在一實施例中，控制臂116可以繞著長軸x-x將調整件 1 2 0固定在拋光墊表面丨〗4上方的一個大致上水平方位上 〇 在一實施例中，調整件1 20的長度係設定成能橫跨過 Y-Y軸1 1 7和拋光墊1 1 3之周邊邊緣1 1 8間的距離，或是 其一部份。在其他的實施例中，調整件1 2 0係較拋光墊 Π 3的半徑爲小，而在再另一實施例中，調整件1 20係和 拋光墊1 1 3的半徑相同或較大。如可自後面的說明中得知 的，當調整件1 2 0的長度減少時，對於調整過程的控制就 可更加精確，且更具控制能力。在第1 3圖的範例性實施 例中，調整件1 2 0的長度係約爲拋光墊U 3之半徑的三分 之一。 在一實施例中，調整件 120可以平移速度（Vt ) 134 沿著控制臂1 1 6而大致上平行於拋光墊表面1 1 4的情形做 線性平移，以在拋光墊1 1 3在其下方轉動時，對於整個拋 光墊表面1 1 4做全面性的涵蓋及接觸。調整件1 2:0可以沿 著拋光墊表面1 1 4之半徑移動至自拋光墊中心至周邊邊緣 1 1 8之間的不定或預定位置處。在第1 3圖的實施例中， 其定義出三個通稱化（Generalized)的拋光墊位置125、 1 2 6、] 2 7，分別對應於拋光墊表面1 Μ的中心、中間及周 邊位置。可以瞭肖*到’其可以依所需的調整環境的變化而 -22- 1270436 (20) 設定任何適當數量的拋光墊位置。因此，調整件.1 20可在 這三個調整件位置1 2 5、1 2 6、1 2 7內，以及其間的任何位 置之間平移。 在本發明的另一實施例中，調整件裝置1 0 3可繞著軸 心線1 1 5 $專動或擺動，以提供縱長向軸心線X-X相對於 拋光墊1 1 3之旋轉中心的可變擺動角度1 4 5的定位。在一 實施例中，控制臂1 1 6係可以擺動速度 V s 1 3 9和位置 ]45將圓柱型調整件1 2 0 7欠平地在拋光墊1 13的上方加以 擺動，而使得調整件的大部份部位能與拋光墊1 1 3相接觸 。在其他的實施例中，擺動角度1 45係可加以調整，以使 得調整件的一部份能與拋光墊1 1 3接觸。 調整件·1 20可在控制，臂1 16上繞著縱長狗軸心線X-X 轉動。調整件旋囀速度（Vcp ) 1 30係可變的，可依據所 需的調整率及調整強度而調整之。在本發明方法的實施例 中，調整件1 2 0的V cp 1 3 0可根據其在拋光墊表面1 1 4上 的徑向位置而變，而使得調整件1 2 0與拋光墊表面1 1 4間 的相對速度差値能沿著拋光墊表面1 1 4的半徑保持大致上 一致。因此，其可以調整調整件的旋轉速度，以保持在拋 光墊中心至拋光邊緣之間的調整件之旋轉速度和拋光墊旋 轉速度間相同的差値速度。 在另一實施例中，當拋光墊在拋光表面的不同部位之 間具有不同的調整需求時，調整件1 2 0和拋光墊表面1 1 4 間的相對速度差値係根據拋光墊表面]1 4上要加以調整之 區域來加以調整。 -23- 1270436 (21) 調整件1 20可構造成能在壓力（P ) 14〇下以多種方 法中之一者來接觸拋光墊表面11 4。此壓力1 4 0可以是定 値，或是在拋光墊表面π 4上特定的位置上做連續的變化 ，例如在拋光墊位置1 2 5、1 2 6、1 2 7上，其等分別對應於 壓力（Pe) 141、 （Pm) 142、 （Pe) 143。 在本發明的一實施例中，諷整件1 2 0具有可變的直徑 ，其可在給定的內部施用向外壓力下膨脹或收縮而改變之 。可以瞭解到，調整件1 2 0可以任何適當的方式來加以膨 脹，例如以流體膨脹之、以自調整件內部向外施加的向外 機械式壓力膨脹之等等。以流體或機械方式來將調整件 1 2 0加以膨脹將配合第2 6 A圖和第2 6 B圖來加以更詳細說 明。在一實施例中，控制臂1 16可將調整件Ί20以大致上 水平的方式在拋光墊表面1 1 4上方移動定位之，其中縱長 向軸心線X-X係相對於拋光墊1 13之旋轉軸心線γ-γ.而 位在預定的垂直位置上。調整件：[2 0的直徑係可設定成逐 漸變大（藉由前述來自調整件〗2 0內部的流體壓力，或是 氣體壓力或機械式壓力），直到其以壓力〗4 〇與拋光墊表 面1 14相接觸。調整件120之直徑上的改變不可大至會造

成其在接觸時會其與拋光墊Η 3間接觸壓力p i 4 〇的重大 變化C $本發明的其他的實施例中，縱長向軸心:線X-X:與 抛光墊表面H4間的距離，除了其他所知應升高者外，是 可控制的變數。縱長向軸心線x_x，因之圓柱型調整件 120 ’係可依所需的升高程度而沿著軸心線Y-Y相對於拋 -24 - 1270436 (22) 光墊表面]1 4移動一段垂直距離。調整件1 2 0與拋 面1 14間接觸壓力p 140係由縱長向軸心線X-X在 表面1 1 4上方的距離所決定的。長向軸心線χ-χ 墊表面1 1 4上方的距離的改變不可大到會對圓柱型 120與拋光墊表面114間在接觸時的接觸壓力造成 變化。在一實施例中，調整件1 20的膨脹會使得 1 2 0之表面與拋光墊表面1 1 4相接觸，進而調整之 ，調整件12 〇可以垂直地移動，以施加預定的壓力 拋光墊表面1 14上。 調整件120可使用多種機構來調整拋光墊1 13 作業的定義係與此技藝中一般所知悉者一樣，包含 、拋光及/或平坦化，但不限於此。在一實施例中 件1 2 0係由聚合物材料所製成，例如聚醯胺、橡膠 之類的聚合物、有機金屬材料、諸如不鏽鋼之類的 等，但並不僅限於此等。在其他的實施例中，調整 可包含有諸如磨擦性負載纖維、刷、磨擦性負載氈 諸如鑽石顆粒之類的磨擦性處理物等結構，但不限: 拋光墊，11 3在拋光墊表面1 1 4上可能會不具有 度量結果。在本發明的一實施例中，調整件旋轉 Vcp ) 130、平移速度（Vt ) 134、以及位置（Cep ) 1 2 6、1 2 7、拋光墊旋轉速度（V p ) ：[ 3 5、 （ V c ) 1

Vm ) 137、 （ Ve ) 138、接觸壓力（P ) 140、調整 程度，及/或控制臂擺動速度（C v ) ] 3 9和位置 ]45均可根據來自原位拋光墊表面測量系統的迴授 光墊表 拋光墊 在拋光 調整件 重大的 調整件 。因此 140至 。調整 有淸潔 ，調整 、聚酯 金屬等 件 120 ，以及 於此。 均勻的 速度（ 125、 36、( 件膨脹 (Cp ) 信號來 -25 - 1270436 (23) 加以個別的控制，以消除拋光墊1 1 3的拋光墊表面1】4上 的特定的不均勻性，並提供均勻的拋光墊表面]14。 在本發明方法的一實施例中，調整件速度（V cp ) 1 3 0 會隨著拋光墊表面1 1 4的徑向位置而變化，以使其相對於 拋光墊表面速度V c 1 3 6、V m 1. 3 7、V e 1 3 8具有固定的相 對速度。 弟1 7圖至第2 0圖分別是根據本發明之一實施例的 CMP裝置1 04的頂視圖、側視圖、側視圖及頂視圖，其 包含有拋光墊裝置1 1 9和調整件裝置1 0 5。拋光墊裝置 1 1 9係大致上同於前面在第1 3圖至第1 6圖中所描述者。 調整件裝置105包含有多個圓柱型調整件120a、 1 2 0b、1 2 0 c，同軸心地結合至控制臂1 1 6上·。每一調整件 i 2 Oa-c的長度可以小於拋光墊1 1 3的半徑。該等多個調整 件1 2 0 a - c可以同時甩來調整拋光墊表面1 1 4。在一實施例 中，其係使用多個調整件120a-c，而每一調整件120a-c 的長度則是約爲拋光墊1 1 3之半徑的三分之一。在其他的 實施例中，每一調整件120a-c的長度則爲拋.光墊1 13之 半徑的幾分之一。 控制臂146係可用來接受多個圓柱型調整件120a-c。 該等調整件120a-c可以沿著控制臂146的長度而固定在 固定位置上，或者調整件1 20a-c可以構造成能沿著控制 臂146平移。控制臂146可構造成能將該等調整件120a-c 以大致上平行的方式移動定位而與拋光墊表面I 1 4相接觸 。在其他的實施例中，控制臂則是構造成能將調整件 -26- 1270436 (24) 1 20 移動定位在靠近於拋光墊的位置處，在 整件120a-c的膨脹可造成其等與拋光墊間接 能調整之）。在一實施例中，該等三個調整炉 每一者均定義出中心位置1 2 5、中間位置1 2 6 127。可以瞭解到，此三個調整件120a-c可以 墊上任何適當的位置處，只要能夠進行調整作 等調整件12〇a-c之每一者均具有可變並可獨 針對所需之調整作業所選取的旋轉速度（Vc Vcm ) 1 32、（ Vce ) 1 33。此外，每一調整件 施用預定的壓力（Pc) 141、 （pm) 142、 （I 等係可變的，並可獨立控制，且係針對所需之 以選用的。此種個別控制的能力可針對每一調 提供不同的調整率或是移除率，而與其他者無 第2 1圖是根據本發明之一實施例的CMP 上視圖，其包含有旋轉的拋光墊固定器，以及 調整件]2 ] a- c，其等係分別結合至三根以平行 單一樞轉點1 1 5上而成爲單一單元丨4 7的 14 7a-c之每一者上。在一實施例中，如第15 拋光墊固定器基體固定器係可將拋光墊i〗3固 水平的位置上，而使要加以調整的拋光墊表面 。如上所述，拋光墊1 1 3可固定在進行拋光/ 需的任何適當位置處。拋光墊固定器基體固定 造成可以固定速度或是依所需之調整率之不同 度來轉動拋光墊1 ] 3。在一實施例中，當拋光 :該處該等調 觸（因之而 (1 1 2 0 a - c 之 或邊緣位置 v設定在拋光 業即可。該 立控制且係 P ) 1 3 1、( 1 2 0 a - c均可 )e) 14 3，其 調整作業加 整件120a-c 關。‘ 裝置1 0 6的 多個圓柱型 關係結合至 獨立控制臂. 圖中所示的 定在大致上 1 1 4面向上 調整作業所 器U 2係構 而變化的速 墊113係構 -27- 1270436 (25) 迫成能在需要較高之調整率時轉動的較快些，而需要較低 W整率時轉動的較慢些。 在一實施例中，調整件裝置1 〇 7包含有多個圓柱型調 整件1 2 0 a、1 2 0 b、1 2 0 c，分別設在三個根獨立的控制臂 1 4 7a-c之每一者上，其等係以互相平行的關係結合至單一 樞轉點115上而成爲單一單元147。可以瞭解到，其可根 據所需的拋光/調整作業的需要而使用多於或少於三拫的 控制臂，而每一者上則設有一個或多個調整件。在一範例 性的實施例中，每一拋光墊2 0 a - c的長度均係小於拋光塾 1 13的半徑。在此一賓施例中，該等調整件i2〇a_c之每― 者均係構造成可對拋光墊1 1 3.上不同的部位加以調整。在 如第，2 1圖所示的實施例冲其係使用多個調整件丨2 〇 a - c ’且該等調整件120a-c之每一者的長度均係約爲拋光墊 1】3之半徑的三分之一。在其他的實施例中，該等調整件 120a-c之每一者的長度均是爲拋光墊113之半徑的幾分之 - 〇 該等調整件120a、120b、120c之每一者均具有可變 並可獨立控制且係針對所需之調整作業及調整率而選取的 調整件位置 125、‘126、. 127、平移速度（Vtc 134a、Vtc 13 4b、Vte 13 4c )、調整件旋轉速度（Vcp ) 131、. （ Vcm )132、 （ Vce ) 133+.、調整件壓力（Pc ) 141、 （ pnv) 142 、（P e ) 1 4 3，以及膨脹程度。再配合上控制臂旋轉速度 (V c p ) 1 3 9和位置（C p ) 1 4 5，以柔拋光墊旋轉速度1 3 5 ，上述的這些參數在一賓施例中係可根據來自原位製程/ -28- 1270436 (26) 拋光墊表面測量系統的迴授信號來加以控制，以消除拋光 墊表面1 ] 4上的特定的不均勻性。在此一系統中，其係使 用迴授環路以決定調整率或調整狀態，而根據這樣的決定 ，其可調整或改變調整率以獲致所需的調整結果。可以瞭 解到’任何爲熟知此技藝之人士所知曉的適當迴授裝置均 可用來決定拋光墊表面1 1 4的調整率及進度。此種個別控 制的能力可使其能針對每一調整件1 20a-c進行不同的調 整率或材料移除率，而與其他者無關。 第22圖是根據本發明之一實施例的漿體輸送系統 1 5 4的頂視圖。在一實施例中，漿體輸送系統1 5係配合 第1 3圖至第1 6圖中的調整件裝置1 〇 3來使用的。可以瞭 解到，此槳體輸送系統15 4可配合於本發明的其他實施例 來加以使用。漿體及調整溶液係透過漿體散佈頭1 5 0在--個或多個埠口 51處直接散灑至拋光墊表面1 14上。依據 拋光墊上不同部位所需的不同調整效果，該等多個璋口 1 5 1之每一者可以散佈相同量的調整溶液，或者該等多個 埠口 1 5 1之每一者均可散佈不同量的調整溶液。因此，.該 等多個埠口 15 1可以施用不同/相同量的調整溶液至被調 整之拋光墊的不同部位土。調整溶液之散佈、流率及數量 上的控制可提供另一種可用來控制拋光墊1 1 3之調整作業 的機制。可供使用之調整溶液可以是任何熟知此技藝之人 士所知曉的適當調整溶液。， 第2 3圖是裉據本發明之一實施例的調整件.]2 0的側 視剖面圖’，其中調整溶液係經由設在調整件1 2 0之表面上 -29- 1270436 (27) 的穿孔1 5 2來加以灑佈的。在一實施例中，調整 入至調整件1 2 0的核心內，且調整溶液係自該處 152而輸出至調整件120的表面上。此種散佈方 供對於調整溶液在施放上的另一種控制。 第24 A-E圖分別是根據本發明之一實施例的 整件1 2 0 -1至1 2 0 - 5的實施例的外觀圖。可以瞭 2 4 A-E圖中所示的表面結構可應用在拋光墊上， 在調整件上。此種表面結構係用來增進及/或更 制調整/拋光墊的調整/拋光作業。可以瞭解到 合於第2 4 A - E圖來說明的表面結構本質上僅係例 其他適當的表面結構亦可加以應用，只要可以有 拋光/調整即可。 ' 弟 2 4 A圖顯不出根據本發明之一實施例的 整件1 20- 1，其包含有一道連續的螺旋狀溝槽1 於拋光墊調整表面，1 6 2上。在一實施例中，溝槽 置成可供調整溶液自拋光墊上流走，因之而將 12 0-1所移除下來的碎片加以帶走。 弟24 B圖顯不出根據本發明之.一實施例的圓 件120-2，其包含有多個下凹部164，凹陷於拋 表面1 6 2上。在一實施例中，這些下凹部1 6 4係 匯集調整溶液，並將之施用在拋光墊與調整件表 第2 4 C圖顯示出根據本發明之一實施例的圓 件1 2 0 - 3 ’其包含有多個高起的突塊1 6 5，自拋 表面]6 2上向外突出。在一實施例中，突塊1 6 5 溶液係輸 經由穿孔 法可以提 圓柱型調 解到如第 亦可應用 進一步控 ，這些配 示而已， 效地達成. 圓柱型調 6 3，凹陷 1 6 3係設 由調整件 柱型調整 光墊調整 設置成可 面之間。 柱型調整 光墊調整 係設置成 -30- 1270436 (28) 可有助於將碎片自拋光墊上加以移走。這些突 何形狀可提供另外的機械作用，這是因爲高榜 拋光）可以有助於將碎片自拋光墊表面舉升起 碎片能被沖走。 桌24D圖顯示出根據本發明之一實施例 整件120-4，其包含有多道個別的溝槽環166 光墊調整表面1 6 2上。在一實施例中，溝槽環 成可匯集調整溶液，並將之施用在拋光墊與調 間。 第2 4 E圖顯示出根據本發明之一實施例的 件120-5 ’其包含有一道連續的螺旋狀磨擦表 拋光墊調整表面1 62相平齊或;自其上突出。在 ，螺旋狀磨擦表面]67係設置成能有助於移除 墊表面的平坦化。 第25A圖及第25B圖是根據本發明之圓 2 0嚙合於調整件2 0 3上時的剖面圖及分解剖 實施例中，調整件203係半圓柱狀，具有大致 2 0之外徑及長度相等的內徑及長度。此調整f 爲一種調整拋光墊20用的裝置。調整件203 2 0 7上設有能淸潔調整件表面的表面結構。此 包含有刷、磨擦件及任何其他的調整促進器。 拋光墊20可以設置在靠近於調整件203 的位置處。在一實施例中，拋光墊2 0係在收 插置於調整件2 〇3內，然後再加以膨脹，以擴 塊1 6 5的幾 丨械壓力（F 來，而使得 的圓柱型調 ，凹陷於拋 166係設置 整件表面之 圓柱型調整 面 1 6 7，與 一·實施例中 材料及拋光 柱型拋光墊 面圖。在一 上和拋光墊 =2 0 3可做 的內側表面 等表面結構 之內側表面 縮的狀態下 大其直徑並 -31 - 1270436 (29) 與內側表面2 0 7相嚙合。在其他的實施例c 是在膨脹的情形下’以推擠內側表面207的 整件內。在此二種實施例中，拋光墊2 0均 以洗滌/調整拋光墊20的表面。 第26A圖顯示出根據本發明之一實施 柱型調整件1 20-6。在一實施例中，此可膨 件1 2 0 - 6具有核心2 6 0，其可以是中空的， 氣體的流入，而在其他的實施例中，該核心 械臂，其結構可將可膨脹圓柱型調整件120 ‘ 在核心260是中空的實施例中，核心2 6 0可 入裝置25 0的流體。輸入裝置25 0可以是適 其可在可膨脹圓柱型調整件120-6輸要膨脹 入至核心2 6 0內。在一賓施例中，在此應用 何臂部均可用來做爲輸入裝置2 5 〇，而在其 則是使用另外的中空管狀裝置來做爲輸入裝· 第2 6B圖顯示出本發明之一實施例中的 調整件120-6的膨脹作業。在一實施例中， 至核心260內，以在核心2 60內產生向外的 可膨脹圓柱型調整件120-6可因流體的輸入 周邊2 5 2。可以瞭解到，此流體可以是任何 其可輸入至核心260內並產生向外的壓力’ 柱型調整件1 2 0 - 6加以膨脹。在另一實施例 可以包含有可向外推壓的機，械臂。因此，當 ，可膨脹圓柱型調整件1 20-6即可膨脹至外 Θ，拋光墊20 方式插置至調 須加以旋轉， 例的可膨脹圓 脹圓柱型調整 以容納流體或 2 6 0包含有機 • 6加以推出。 以容納來自輸 當的臂或管， 時，將流體送 中所說明的任 他的實施例中 置 25 0' 可膨脹圓柱型 係將流體輸入 壓力。因此， 而膨脹至外圍 適當的流體， 以將可膨脹圓 中，核心2 60 機械臂啓動時 圍周邊2 5 2處 -32 - 1270436 (30) 。因此在配合第26 A圖和第26B圖所說明的實施例中， 調整件1 2 0 - 6可以设置在靠近於拋光墊的位置處，並且藉 由膨脹，調整件120_6即可施加低壓力至拋光墊上。可以 瞭解到，調整件1 2 0 - 6可以應用在本文中所述的任何適當 的拋光墊調整實施例中。 雖然本文中中顯示並說明特定的實施例，以供解釋較 佳實施例，但是熟知此技藝之人士當可瞭解到.，在不脫離 本發明之精神的情形下，仍有多種可達成相同目的的變化 及等效實施方式可用來取代該等特定的實施例。具有此技 藝之技術的人士當可輕易地瞭解到本發明可以許多種的實 施例來加以實施。本申請案係欲涵蓋本文中所討論之實施 例的所有應用及變化。因此，本發明應〃口、受'申請專利範及 其等效者加以限制而已。 【圖式簡單說明】 第1圖至第4圖分別是根據本發明之—實施例的 CMP裝置的頂視斷、.側視圖、側視圖及頂視圖，其包含 有旋轉的基體固定器及單一個可結合至控制臂上的圓柱型 拋光墊。 * 第5斷至第8圖分別是根據本發明之一實施例的 CMP裝置的頂視:圖.、側視圖、側視圖及頂視圖，其包含 有旋轉的基固定器，其具有多個圓柱型拋光塾，同軸地 結合至控制臂4 6上。 第9圖疋根據本發明之一實施例的cmP裝置的頂視 -33- 1270436 (31) 圖’其包含有旋轉的基體固定器，以及圓柱型拋光墊結合 至三根以互相平行關係結合至單一旋轉點上而成爲單一單 元的獨立控制臂之每一者上。 第1 0圖是根據本發明之一實施例的漿體輸送系統的 頂視圖。 第1 1圖是根據本發明之一實施例的拋光墊的側視剖 面圖，其中獎體及拋光溶液係經由每一拋光墊上的穿孔來 加以灑佈。 第1 2A圖顯示出本發明之一實施例的可膨脹圓柱型 拋光墊。 第1 2 B圖顯示出本發明之一實施例中的可膨脹圓柱型 拋光墊的膨脹作業。 第1 3圖至第〗6圖分別是根據本發明之〜實施例的 CMP裝置的頂視圖、側視圖、側視圖及頂視圓，其包含 有拋光墊裝*及調整件裝置。 第1 7圖至第2 0圖分別是根據本發明之〜實施例的 CMP裝置的頂視圖、側視圖、側視圖及頂視圖，其包含 有拋光墊裝廪和調整件裝置。 第2 1圖是根據本發明之一實施例的CMP裝置的;上視 圖，其包含有旋轉的拋光墊固定器’以及單一個圓柱型調 整件，結合至三根以平行關係結合至單一旋轉點上而成爲 單—單元的獨立控制臂之每一者上。 第2 2圖是根據本發明之一實施例的漿體輸送系統的 頂視圖。 -34 - 1270436 (32) 第2 3圖是根據本發明之一實施例的調整件的側視剖 面圖’其中漿體及/或調整溶液係經由設在調整件之表面 上的穿孔來加以灑佈的。 第24A圖顯示出根據本發明之一實施例的圓柱型調 整件’其包含有一道連續的螺旋狀溝槽，凹陷於拋光墊調 整表面上。 第24B圖顯示出根據本發明之一實施例的圓柱型調整 件，其包含有多個下凹部，凹陷於拋光墊調整表面上。 第24C圖顯示出根據本發明之一實施例的圓柱型調整 件，其包含有多個高起的突塊，自拋光墊調整表面上向外 突出。 第MD圖顯示出根據本發明之一實施例的圓柱型調 整件，其包含有多道個別的溝槽環，凹陷於拋光墊調整表 面上。 第24E圖顯示出根據本發明之一實施例的圓柱型調整 件，其包含有一道連續的螺旋狀磨擦表面，與拋光墊調整 表面相平齊或自其上突出。 第25A圖及第25B圖是根據本發明之一實施例的圓 柱型拋光墊嚙合於淸潔件上時的剖面圖及分解剖面圖。 第2 6: A圖顯示出根據本發明之一實施例的可膨脹圓 柱型調整件。 第2 6B圖顯示出本發明之一實施例中的可膨脹圓柱型 調整件的膨脹作業。' -35- 1270436 (33) 元件符號 2 CMP 裝 置 6 CMP 裝 置 12 基 體 固 定 ρα 益 13 基 體 14 基 體 表 面 15 固 定 點 1 6 控 制 臂 17 旋 轉 軸 心 線 18 邊 緣 20 拋 光 墊 20f 拋 光 墊 2 0a 拋 光 墊 20b 拋 光 墊 20c 拋 光 墊 2 1 a 拋 光 墊 2 1 b 拋 光 墊 2 1c 拋 光 墊 25 中 心 位 置 2 6 中 間 位 置 27 邊 緣 位 置 30 旋 轉 速 度 3 1 拋 光 墊 旋 轉 速 度 32 拋 光 塾 旋 轉 速 度

-36- 1270436 (34) 3 3 拋 光 墊 旋 轉 速 度 34 平 移 速 度 34a 平 移 速 度 34b 平 移 速 度 34c 平 移 速 度 3 5 基 體 旋 轉 速 度 3 6 拋 光 墊 旋 轉 速 度 3 7 拋 光 墊 旋 轉 速 度 3 8 拋 光 墊 旋 轉 速 度 3 9 控 制 臂 旋 轉 速 度 40 拋 光 墊 壓 力 4 1 拋 光 墊 壓 力 42 拋 光 墊 壓 力 43 拋 光 墊 壓 力 45 控 制 臂 位 置 4 7 單 元 4 7a 控 制 臂 47b 控 制 臂 4 7c 控 制 臂 5 0 漿 體 輸 送 系 統 5 1 埠 □ 5 2 穿 孔 54 漿 3豆 輸 送 系 統 77 核 心 -37 1270436 (35) 79 輸入裝置 8 1 外圍周邊 1 02 CMP裝置 1 03 調整裝置 104 CMP裝置 1 05 調整裝置 106 C Μ P裝置 107 調整件裝置 112 拋光墊固定器 113 拋光墊 i 1 4 拋光墊表面 115 樞轉點 116 控制臂 117 Υ-Υ軸 118 邊緣 1 1 9 拋光墊裝置 120 調整件 1 20a 調整件 120b 調整件 120c 調整件 10 2-1 調整件 102-2 調整件 102-3 調整件 10 2-4 調整件 -38 1270436 (36) 10 2-5 調整 102^6 調整 12 1a 調整 12 1b 調整 12 1c 調整 1 25 中心 126 中間 127 邊緣 13 0 調整 13 1 調整 132 調整 1 3 3 調整 134 平移 134a 平移 1 34b 平移 13 4c 平移 13 5 拋光 13 6 拋光 ]3 7 拋光 13 8 拋光 13 9 擺動 140 壓力 1 4 1 壓力 ]42 壓力 件 件 件 件 件 位置 位置 位置 件旋轉速度 件旋轉速度 件旋轉速度 件旋轉速度 速度 速度 速度 速度 墊固定器速度 墊固定器速度 墊固定器速度 墊固定器速度 速度 -39- 1270436 (37) 143 壓力 145 擺動角度 147 ps Z—1 單兀 147a 控制臂 147b 控制臂 147c 控制臂 1 50 漿體輸送系統 15 1 埠口 1 5 2 穿孔 1 54 漿體輸送系統 1 62 拋光墊調整表面 163 s 螺旋狀溝槽 164 下凹部 1 6 5 調起突塊 166 溝槽環 167 螺旋狀磨擦表面 203 調整件 2 07 內側表面 250 輸入裝置 252 外圍周邊 260 核心

Claims (1)

1270436 1月Ί日修(更)正本i I t'r-Mrr-nfirrmn η一iiraTTr'T·*·*—*******-^^^^^^^^^^^^^^**^' ί«,»'Β-τ·ι*»:·ι· h>u：b<i· itintxfT.nraH«J 拾、申請專利範圍 附件2: 第93 1 0026 1號專利申請案 中文申請專利範圍替換本 民國95年9月7日修正 1· 一種調整用來製造半導體晶圓之CMP裝置的拋光 墊的裝置，包含有： 一控制臂，係構造成能至少部份地延伸至拋光墊上； 以及 至少一個圓柱型調整件，結合於該控制臂上，該控制 臂係構造成能將該至少一個的圓柱型調整件施用至該拋光 墊上。 2 ·根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係至少可延伸至拋光墊的半徑上。 3 ·根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該裝置進一步包含有一拋光墊固定器，其係構造成能 將拋光墊加以固定住，並以固定或可變之速度加以轉動。 4 ·根據申請專利範圍第3項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係結合至度的一個可繞著靠近於拋光墊固定 器之固定點轉動的樞軸上。 5·根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該等至少一個圓柱型調整件之長度係小於拋光墊固定 器的半徑。 6 .根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係構造成可在該等至少一個圓柱型調整件與 1270436 固定在拋光墊固定器上之拋光墊相接觸的情形下，將其沿 著控制臂之長度做線性平移，且係構造成能將該等至少一 個圓柱型調整件沿著拋光墊之半徑加以移動至拋光墊表面 上的預定位置處。 7.根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該等至少一個的圓柱型調整件係構造成可藉由自該圓 柱型調整件之內部部位向外推壓的壓力而產生膨脹，以改 變施加至拋光墊上的調整壓力。 8 .根據申請專利範圍第7項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係構造成能將該等至少一個圓柱型調整件移 動至靠近於拋光墊的表面處，而在該至少一個的調整件膨 脹開後，該至少一個的調整件可與該拋光墊的表面相接觸 〇 9.根據申請專利範圍第7項之調整拋光墊的裝置， 其中該向外的壓力係由流體壓力及機械壓力中之一者所造 成的。 1 〇.根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係構造成能將該等至少一個圓柱型調整件繞 著一條縱長向軸心線轉動。 11. 根據申請專利範圍第1項之調整拋光墊的裝置， 其中該控制臂係構造成能將該等至少一個調整件加以移動 至與該拋光墊之表面相接觸。 12. —種調整用來製造半導體晶圓之CMP裝置的拋 光墊之拋光墊表面的方法，包含有下列步驟： -2- 1270436 在該CMP裝置內設置一圓柱型調整件； 將該圓柱型調整件繞著該圓柱型調整件的縱長向軸心 線加以轉動；以及 將該旋轉的圓柱型調整件施用至該拋光墊表面上。 1 3 .根據申請專利範圍第】2項之調整拋光墊表面的 方法’其中該方法進一步包含有將該圓柱型調整件結合至 一控制臂上’並將該控制臂延伸至該拋光墊表面的至少一 部份上。 1 4 ·根據申請專利範圍第1 3項之調整拋光墊表面的 方法’其中該方法進一步包含有在一個大致上平行於拋光 固定器的平面上將該控制臂延伸至拋光墊的一個半徑上。 1 5 ·根據申請專利範圍第1 3項之調整拋光墊表面的 方法，進一步包含有： 以繞著靠近於拋光墊之固定點轉動的樞轉運動將該控 制臂轉動一角度。 1 6 ·根據申請專利範圍第1 5項之調整拋光墊表面的 方法，其中該調整件之旋轉速度的調整作業包含有調整控 制臂的樞轉位置及樞轉速度。 1 7 ·根據申請專利範圍第1 2項之調整拋光墊表面的 方法，其中該調整件的轉動包含有調整調整件之旋轉速度 ’以維持自拋光墊之中心至拋光墊之邊緣之間，調整旋轉 速度與拋光墊旋轉速度間的一致的差値速度。 1 8 ·根據申請專利範圍第〗2項之調整拋光墊表面的 方法，進一步包含有： 1270436 藉由調整件之膨脹程度、調整之旋轉速度、拋光墊之 旋轉的旋轉速度、及調整件施加至拋光墊上的向外壓力等 之一者，以改變調整率。 19. 一種調整拋光墊的系統，包含有： 一拋光墊固定器； 一拋光墊，結合至該拋光墊固定器上； 一臂；以及 一圓柱型調整件，結合於該臂上，該臂係構造成能將 該圓柱型調整件施用至該拋光墊上。 2 〇 .根據申請專利範圍第1 9項之調整拋光墊的系統 ，其中該臂係至少可延伸至拋光墊的半徑上。 2 1 .根據申請專利範圍第1 9項之調整拋光墊的系統 ，其中該臂係構造成能將該圓柱型調整件加以轉動。 22 .根據申請專利範圍第1 9項之調整拋光墊的系統 ，其中該拋光墊固定器係一平台，構造成能將該拋光墊加 以轉動。 2 3 .根據申請專利範圍第1 9項之調整拋光墊的系統 ，進一步包含有： 一漿體桿，構造成將在化學機械式平坦化作業過程中 灑佈漿體。 24 .根據申請專利範圍第2 3項之調整拋光墊的系統 ，其中該發體桿包含有多個出口’該等多個出口之每一者 均可輸出不同量的流體° 25. —種用以製造半導體晶圓的化學機械式平坦化（ -4 - 1270436 CMP)裝置，包含有： 一控制臂，係構造成能至少部份地延伸至一基體上； 以及 至少一個圓柱型拋光墊，結合於該控制臂上，該控制 臂係構造成能將該至少一個的圓柱型拋光墊施用至該基體 的表面上。 2 6 ·根據申請專利範圍第2 5項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該控制臂係至少可延伸至該基體的半 徑上。 2 7 ·根據申請專利範圍第2 5項之化學機械式平坦化 (CMP)裝置，其中該裝置進一步包含有一基體固定器， 其係構造成能將該基體加以固定住，並以固定或可變之速 度加以轉動。 2 8 ·根據申請專利範圍第2 7項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該控制臂係結合至度的一個可繞著靠 近於基體固定器之固定點轉動的樞軸上。 29·根據申請專利範圍第25項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該等至少一個圓柱型拋光墊之長度係 小於該基體的半徑。 3 〇 ·根據申請專利範圍第2 5項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該控制臂係構造成可將該等至少一個 圓柱型拋光墊沿著控制臂之長度做線性平移，且係構造成 能將該等至少一個圓柱型拋光墊加以移動至該基體表面上 的預定位置處。 -5- 1270436 3 1 ·根據申請專利範圍第2 5項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該控制臂係構造成能將該等至少一個 圓柱型拋光墊繞著一條縱長向軸心線轉動。 32_根據申請專利範圍第25項之化學機械式平坦化 (CMP )裝置，其中該控制臂係構造成能將該等至少一個 拋光墊加以移動至與該基體之表面相接觸。 33· —種利用CMP裝置來進行基體之平坦化的方法 ，包含有下列步驟： 在該CMP裝置上設置一圓柱型拋光墊； 將該圓柱型拋光墊繞著該圓柱型拋光墊的縱長向軸心 線加以轉動；以及 將該旋轉的圓柱型拋光墊施用至該基體的表面上。 34·根據申請專利範圍第33項之利用^ΜΡ裝置來進 行基體之平坦化的方法，其中該方法進一步包含有將該圓 柱型抛光墊結合至一控制臂上，並將該控制臂延伸至該基 體表面的至少一部份上。 35·根據申請專利範圍第34項之利用^ΜΡ裝置來進 行基體之平坦化的方法，進一步包含有： 以繞者靠近於基體之固定點轉動的樞轉運動來移動該 控制臂。 3 6 ·根據申請專利範圍第3 5項之利用CMP裝置來進 行基體之平坦化的方法，其中該控制臂的移動包含有將該 控制臂加以樞轉。 7 ·根據申5靑專利範圍第3 6項之利用c Μ P裝置來進 1270436 行基體之平坦化的方法，其中該控制臂的樞轉包含有將該 控制壁在控制臂旋轉速度下，以橫掃的方式加以樞轉。 3 8·根據申請專利範圍第3 4項之利用CMP裝置來進 行基體之平坦化的方法，其中圓柱型拋光墊之轉動包含有 調整該拋光墊的旋轉速度。 3 9 ·根據申請專利範圍第3 3項之利用c Μ P裝置來進行 基體之平坦化的方法，其中施用該旋轉的圓柱型拋光墊包 含有在橫跨過該基體上改變拋光壓力，以修正沿著基體半 徑的速度差値。