TWI737928B - 化學機械研磨設備及其操作方法 - Google Patents
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Abstract
根據本發明的一些實施例，一種用於化學機械研磨之設備包含一墊調節器。該墊調節器包含具有一第一表面之一第一盤及具有一第二表面之一第二盤。該第一表面含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒且該第二表面含有具有大於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒。
Description
本發明實施例係有關化學機械研磨設備及其操作方法。
在先進半導體技術中，不斷減小之裝置大小及日益複雜之電路設計已使積體電路(IC)之設計及製造更具挑戰及更昂貴。為生產具有所要尺寸之半導體IC組件，已在製造半導體晶圓之操作之間及其期間使用化學機械研磨(CMP)程序來自半導體晶圓表面移除無用材料。一CMP設備通常包含用於執行CMP程序之一研磨墊，其中研磨墊使用研磨墊之粗糙表面來研磨半導體晶圓之一暴露層。在CMP操作期間，研磨墊會變光滑，此降低研磨效能及效率。因此，需要具有一修復程序來重新產生研磨墊之粗糙表面。
本發明的一實施例係關於一種用於化學機械研磨之設備，其包括一墊調節器，該墊調節器具有包括一第一表面之一第一盤及包括一第二表面之一第二盤，該第一表面含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒，且該第二表面含有具有大於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒。 本發明的一實施例係關於一種用於化學機械研磨之設備，其包括一墊調節器，該墊調節器包括面向研磨墊之一修整盤及經組態以使該修整盤振動之一振動模組。 本發明的一實施例係關於一種操作一化學機械研磨(CMP)設備之方法，其包括由以下各者組成之一墊調節序列：提供用於該CMP設備之一研磨墊，該研磨墊包括位於一相同側上之一第一盤及一第二盤，該第一盤含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒及含有具有小於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒；使用該墊調節器之該第一盤來對該CMP設備之該研磨墊執行一第一墊調節；及使用該墊調節器之該第二盤來對該研磨墊執行一第二墊調節。
以下揭露提供用於實施所提供標的之不同特徵之諸多不同實施例或實例。下文將描述組件及配置之特定實例以簡化本揭露。當然，此等僅為實例且不意在限制。例如，在以下描述中，使一第一構件形成於一第二構件上方或形成於一第二構件上可包含其中形成直接接觸之該第一構件及該第二構件之實施例，且亦可包含其中額外構件可形成於該第一構件與該第二構件之間使得該第一構件及該第二構件可不直接接觸之實施例。另外，本揭露可在各種實例中重複元件符號及/或字母。此重複係為了簡化及清楚且其本身不指示所討論之各種實施例及/或組態之間之一關係。 此外，為便於描述，空間相對術語(諸如「底下」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及其類似者)可在本文中用於描述一元件或構件與另一(些)元件或構件之關係，如圖中所繪示。空間相對術語除涵蓋圖中所描繪之定向之外，亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中之不同定向。可依其他方式定向設備(旋轉90度或依其他定向)，且亦可相應地解譯本文中所使用之空間相對描述詞。 如本文中所使用，各種元件、化合物、區域、層或區段由諸如「第一」及「第二」之術語修飾，但不受此等修飾術語限制。此等術語可僅用於使元件、組件、區域、層或區段彼此區分。除非內文清楚指示，否則本文中所使用之諸如「第一」及「第二」之術語不隱含一序列或順序。 如本文中所使用，術語「實質上」係指一動作、特性、性質、狀態、結構、項目或結果之完全或幾乎完全範圍或程度。例如，一表面「實質上」與另一表面共面意謂此等兩個表面完全定位於相同平面中或幾乎完全定位於相同平面中。在一些情況中，與絕對完全性之準確可允許偏差度可取決於特定情境。在一些實例中，可允許偏差度小於約0.1%。在一些實例中，可允許偏差度小於約1%或5%。在一些實例中，可允許偏差度小於約10%。然而，「幾乎完全」將被視為結果總體相同，宛如獲得絕對及總體完全性。 在本揭露中，提出一種化學機械研磨(CMP)設備及其操作方法。在製造一半導體裝置之操作期間，使用CMP設備來移除一半導體裝置中之過量材料，藉此獲得所要組件幾何形狀。CMP設備通常包含具有一粗糙接觸表面之一研磨墊，且研磨效能基本上取決於接觸表面之粗糙結構。因此，需要在大量使用之後維護受磨損之接觸表面之粗糙度性質。此表面重新粗糙化程序可週期性地重複且指稱研磨墊修整或研磨墊調節。 根據本揭露之實施例，提出一種具有多個研磨盤之一墊調節器。各種盤包含具有可提高墊調節效能及效率之不同組態之接觸表面。另外，將一振動模組併入至根據一些實施例之墊調節器中。提出用於與振動模組一起運作之一經修改研磨盤結構。因此，提高用於修整研磨墊之切割速率，同時降低所達成之墊粗糙度。因此，可提高一相同晶圓內或橫跨不同晶圓之半導體裝置之研磨層級之厚度均勻性。另外，可透過所提出之墊調節器結構來緩解非所要研磨缺陷，諸如凹陷效應或表面刮痕。 圖1係繪示根據一些實施例之一CMP設備100的一示意圖。如圖1中所展示，CMP設備100包含一壓板102、一晶圓載體104及一墊調節器110。一研磨墊105安置於壓板102上且包含面向晶圓載體104及墊調節器110之一研磨表面105A。在一些實施例中，壓板102可由一基座101支撐且可使研磨墊105圍繞一第一軸線103旋轉。 晶圓載體104包含一軸件106及耦合至軸件106之一平板107。軸件106經組態以圍繞一第二軸線113旋轉。平板107經組態以固持一工件108，諸如一半導體晶圓。在一些實施例中，晶圓載體104經組態以向上或向下移動晶圓108，使得晶圓108可與研磨表面105A接合。在一些實施例中，平板107可藉由真空、靜電電荷(ESC)或其類似者來固持晶圓108。在操作期間，研磨墊105圍繞第一軸線103旋轉且晶圓載體104圍繞第二軸線113旋轉。晶圓108接觸研磨墊105以藉此引起晶圓108上之一層或材料之一定量被研磨。壓板102及晶圓載體104可沿相同方向旋轉或可沿不同方向旋轉。在一些實施例中，晶圓載體104亦可圍繞第一軸線103旋轉，但不限於此。在一些實施例中，壓板102可相對於晶圓載體104垂直移動，使得晶圓載體104可與晶圓108接觸以研磨晶圓108。 在一些實施例中，晶圓108包含一半導體基板(圖中未單獨展示)，諸如一塊狀半導體基板。塊狀半導體基板可包含：一元素半導體，諸如矽；一化合物半導體，諸如矽鍺或碳化矽；或其等之組合。在一些實施例中，晶圓108包含各具有形成於晶圓108上或晶圓108中之若干裝置(諸如電路、電晶體等等)之一晶粒陣列。在一些實施例中，形成於晶圓108上或晶圓108中之電路可為適用於一特定應用之任何類型之電路。在一些實施例中，晶圓108可包含一CMOS基板。在一些實施例中，晶圓108可包含一堆疊晶圓。在一些實施例中，晶圓108中之基板之一背面(其上未形成電路)面向研磨墊105且透過CMP操作變薄或研磨。在一些實施例中，面向研磨墊105之晶圓108之一層係待薄化之電路之一介電或導電層。 墊調節器110包含一臂112、一本體114、一母盤115、一第一盤116及一第二盤118。第一盤116及第二盤118係用於執行墊修整或墊調節之研磨盤。在一些實施例中，第一盤116及第二盤118安置於母盤115之一相同側上方。本體114耦合至第一盤116及第二盤118。臂112固持本體114且經組態以在研磨表面105A上方且橫跨研磨表面105A移動墊調節器110。本體114將臂112與母盤115耦合。在一些實施例中，臂112經組態以透過本體114及母盤115對第一盤116及第二盤118施加一向下力。 在操作期間，研磨墊105圍繞第一軸線103旋轉且母盤115圍繞一第三軸線123旋轉。壓板102及母盤115可沿相同方向或不同方向旋轉。在一些實施例中，墊調節器110之母盤115亦可圍繞第一軸線103旋轉，但本揭露不限於此。在一些實施例中，壓板102可相對於墊調節器110垂直移動，使得研磨墊105可接觸第一盤116或第二盤118以執行墊調節。 在一些實施例中，母盤115、第一盤116及第二盤118具有小於約500 rpm之旋轉速度。墊調節器110之兩個盤之描繪組態僅供繪示。墊調節器110之盤數目可為2個以上。在一多盤組態中，各種盤可安置於母盤115下方且依一行星運動由母盤115旋轉。在一些實施例中，各種盤可具有其自身旋轉方向及旋轉速度。 第一盤116透過一第一軸件126耦合至母盤115。在操作期間，墊調節器110之母盤115圍繞第三軸線123旋轉，且第一盤116圍繞第一軸件126之一第四軸線133旋轉。母盤115及第一盤116可沿相同方向或不同方向旋轉。在一些實施例中，第一盤116亦可圍繞第三軸線123旋轉，但本揭露不限於此。 第二盤118透過一第二軸件128耦合至母盤115。在操作期間，母盤115圍繞第三軸線123旋轉，且第二盤118圍繞一第五軸線143旋轉。母盤115及第二盤118可沿相同方向或不同方向旋轉。在一些實施例中，第一盤116及第二盤118可沿相同方向或不同方向旋轉。在一些實施例中，第二盤118亦可圍繞第三軸線123旋轉，但本揭露不限於此。 第一軸件126及第二軸件128經組態以分別固持第一盤116及第二盤118。此外，第一盤116具有一第一表面136，其具有面向研磨墊105之研磨表面105A之一粗糙結構。在一些實施例中，第一表面136包含一些研磨齒或磨粒。在一些實施例中，第一軸件126可移動或可伸縮以移動第一盤116來使第一表面136與研磨表面105A接合。在一些實施例中，第一軸件126包含用於實現第一軸件126之移動之一泵。在一些實施例中，第一軸件126由可類似於臂112之一臂結構替換且可經折疊以向上及向下移動第一盤116。 類似地，第二盤118具有一第二表面138，其具有面向研磨表面105A之一粗糙結構。第二軸件128可移動或可伸縮以移動第二盤118來使第二表面138與研磨105A接合。在一些實施例中，第二軸件128包含用於實現第二軸件128之移動之一泵。在一些實施例中，第二軸件128由可類似於臂112之一臂結構替換且可經折疊以向上及向下移動第二盤118。在一些實施例中，第二表面138包含若干研磨齒或磨粒。 在一些實施例中，CMP設備100進一步包含耦合至墊調節器110之一控制模組130。控制模組130可經組態以將控制信號傳輸至墊調節器110以傳送母盤115、第一盤116及第二盤118之研磨參數，諸如工作盤、旋轉速度、旋轉方向或其類似者之選擇。在一些實施例中，控制模組130經組態以傳送第一軸件126及第二軸件128之組態參數(例如延伸及縮回)。在一些實施例中，控制模組130可使用電子電路來實施且可包含(例如)一微控制器、一記憶體、一FPGA或其類似者。 在一些實施例中，第一盤116及第二盤118分別包含一第一感測器206及一第二感測器216。在一些實施例中，第一感測器206及第二感測器216面向墊表面105A。在一些實施例中，第一感測器206或第二感測器216分別透過第一表面136或第二表面138暴露。在一些實施例中，第一感測器206或第二感測器216係可有助於在一研磨操作期間偵測一壓力值之一壓力感測器。將所偵測之壓力值之量測傳輸至控制模組130以判定一適當壓合壓力。在一些實施例中，第一感測器206或第二感測器216係經組態以偵測墊表面105A與第一盤116或第二盤118之間之一間隙之一近接感測器或測距感測器。相應地，可使第一表面136及第二表面138維持一相等高度或不同高度。可較佳管理第一盤116及第二盤118之操作因數。 在一些實施例中，CMP設備100進一步包含用於將研漿121施配至研磨墊105之研磨表面105A之一研漿供給器120。研漿121可依一液體或水溶液形式經由研漿供給器120之一噴嘴提供。一典型研漿121係一水基溶液且含有用於與研磨墊105一起研磨晶圓108之化學物及物理磨粒。在一些實施例中，研漿121中之磨粒可具有不同形狀，諸如一球體形狀、一似球體形狀、一橢球體形狀或其類似者。在一些實施例中，研漿121中之磨粒由金屬陶瓷複合物製成。在一些實施例中，研漿121中之磨粒由剛玉、碳化鎢、碳化矽(金剛砂)、碳化鈦、硼、氮化硼、二硼化錸、重矽石、二硼化鈦、金剛石、黑金剛石或其類似者製成。 圖2A係根據一些實施例之圖1中之CMP設備100之墊調節器110之一示意仰視圖。圖2B係沿截面線AA'取得之墊調節器110之一示意橫截面圖。為了清楚及簡化，自圖2A省略墊調節器110之一些構件，諸如第一軸件126及第二軸件128。第一盤116包含一第一基底材料202及固定於第一基底材料202中之複數個第一磨粒204。在一些實施例中，第一基底材料202可包含聚合材料、複合材料或其類似者。第一基底材料202可經組態為用於固定複數個第一磨粒204之一模塑層。在一些實施例中，第一磨粒204可由剛玉、碳化鎢、碳化矽(金剛砂)、碳化鈦、硼、氮化硼、二硼化錸、重矽石、二硼化鈦、金剛石、黑金剛石或其類似者形成。在一些實施例中，第一磨粒204可具有一球體形狀、一似球體形、一橢球體形狀或其類似者。在一些實施例中，第一磨粒204可具有一多面形狀且可包含一多刻面錐形形狀、一多刻面圓柱形形狀、一多刻面球體形狀或其類似者。第一磨粒204之若干者自第一基底材料202之相對光滑表面突出以導致第一表面136之粗糙結構(參閱圖2B)。在一些實施例中，第一磨粒204具有自第一表面136突出之尖端。作為形成第一表面136之一例示性方法，可使第一磨粒204依流體形式混合於第一基底材料202中。在固化之後，複數個第一磨粒204可含於第一基底材料202內，且第一磨粒204之若干者自第一基底材料202突出。在一些實施例中，第一基底材料202由金屬形成且複數個第一磨粒204安裝於此金屬之一表面上。研磨墊表面105A之粗糙度可取決於磨粒204或214之因數，其包含磨粒粒徑、磨粒表面密度及磨粒節距之至少一者。在一實施例中，將墊表面105A之一粗糙度值Ra計算為自一平均線(圖中未單獨展示)之表面輪廓高度偏差之絕對值之算術平均值。簡言之，粗糙度值Ra係墊表面105A之尖峰及凹谷之一組個別量測之平均值。 在一些實施例，第一磨粒204具有一第一組態。例如，第一磨粒204可隨機或均勻分佈於第一基底材料202中。在所描繪之實例中，第一磨粒204實質上均勻地分佈配置。第一組態可經判定以將一相對較低修整壓力或力施加於墊表面105A上。參考圖2B，在一些實施例中，第一表面136上之第一磨粒204之第一組態具有一第一節距P1。在一些實施例中，第一節距P1係在約100 µm至約250 µm之間，例如150 µm。在一些實施例中，第一組態具有第一磨粒204之一第一表面密度D1。在一些實施例中，第一表面密度D1大於約2000格令/cm2
。在一些實施例中，第一表面密度D1係在約2000格令/cm2
至約5000格令/cm2
之間，例如4500格令/cm2
。返回參考圖2A，在一些實施例中，第一組態具有第一磨粒204之一平均粒徑S1。一磨粒粒徑可由其幾何形狀(諸如其寬度、長度、直徑或其類似者)界定。在一些實施例中，第一磨粒204之平均粒徑係指第一磨粒204之一算術或幾何平均值。在一些實施例中，第一平均粒徑S1小於約100 µm。在一些實施例中，第一平均粒徑S1係在約20 µm至約100 µm之間，例如50 µm。 第二盤118包含一第二基底材料212及固定於第二基底材料212中之複數個第二磨粒214。在一些實施例中，第二基底材料212可包含聚合材料、複合材料或其類似者。第二基底材料212可經組態為用於固定複數個第二磨粒214之一模塑層。在一些實施例中，第二磨粒214可由剛玉、碳化鎢、碳化矽(金剛砂)、碳化鈦、硼、氮化硼、二硼化錸、重矽石、二硼化鈦、金剛石、黑金剛石或其類似者形成。在一些實施例中，第二基底材料212及第二磨粒214可擁有分別類似於第一基底材料202及第一磨粒204之材料的材料。第二磨粒214自第二基底材料212之相對光滑表面突出以導致第二表面138之粗糙結構(參閱圖2B)。在一些實施例中，第二磨粒214具有自第二表面138突出之尖端。 在一些實施例中，第二磨粒214可具有一第二磨粒組態。例如，第二磨粒214可隨機或均勻分佈於第二基底材料212中。在所描繪之實例中，第二磨粒214實質上均勻地分佈配置。第二組態可經判定以將一相對較高修整壓力或力施加於墊表面105A上。參考圖2B，在一些實施例中，第二磨粒214之第二組態具有第二表面138上之一第二節距P2。在一些實施例中，第二節距P2大於約250 µm。在一些實施例中，第二節距P2係在約250 µm至約600 µm之間，例如500 µm。在一些實施例中，第二磨粒214之第二組態具有一第二表面密度D2。在一些實施例中，第二表面密度D2小於約1000格令/cm2
。在一些實施例中，第二表面密度D2係在約100格令/cm2
至約1000格令/cm2
之間，例如400格令/cm2
。返回參考圖2A，在一些實施例中，第二組態具有第二磨粒214之一平均粒徑S2。在一些實施例中，第二平均粒徑S2大於約150 µm。在一些實施例中，第二平均粒徑S2係在約150 µm至約400 µm之間，例如200 µm。 在本實施例中，第一節距P1小於第二節距P2。在一些實施例中，第一平均粒徑S1小於第二平均粒徑S2。在一些實施例中，第一表面密度D1大於第二表面密度D2。在上述一些實施例中，施加至第一磨粒204之向下力或壓力小於施加至第二磨粒214之向下力或壓力。第一磨粒204及第二磨粒214之不同組態可有助於提高墊調節器110之墊調節效能。墊調節效能之因數至少包含切割速率、研磨墊表面均勻性、墊表面缺陷及其他因數。吾人已發現，使用一研磨盤及一較大修整力(例如，使用一較大磨粒粒徑)之一墊調節器提供研磨墊之一較高切割速率且自墊表面105A上之溝槽較佳移除殘屑。然而，此配置會產生更深孔且降低層級均勻性及留下更多表面缺陷，諸如墊表面105A上之溝槽上之毛邊結構。此外，使用一研磨盤及一較小修整力(例如，使用一較小磨粒粒徑)之一墊調節器提高層級均勻性且在溝槽上留下較少毛邊，但切割效率降低。鑑於上述情況，所提出之多盤墊調節器110利用大研磨盤118及小研磨盤116兩者之優點來重新粗糙化研磨墊105之墊表面105A。可藉由使大研磨盤118及小研磨盤116兩者組合使用來顯著減少單獨採用大研磨盤118或小研磨盤116之缺點。 圖3係繪示根據一些實施例之一CMP設備300的一示意圖。CMP設備300及圖1中所展示之CMP設備100被視為在不同模式下操作之類似設備。因此，基於圖1及圖3中所展示之至少不同模式來應用操作與CMP設備100相關聯之一CMP設備之一方法。第一軸件126及第二軸件128可經伸縮以在研磨墊105上方分別垂直向下及向上移動第一盤116及第二盤118。在圖1中，操作一雙盤模式，其中第一軸件126及第二軸件128同時朝向研磨墊105延伸。在圖3中，使用一單盤模式，其中第二軸件128自研磨墊105縮回且第一軸件126保持朝向研磨墊105延伸，使得第一盤116及第二盤118安置於不同位準處。第一軸件126可縮回以在雙盤模式期間依一類似方式移動第一盤116遠離墊表面105A，使得第一盤116及第二盤118與墊表面105交替接合。透過模式切換，第一盤116及第二盤118可同時或交替修整研磨墊105。在單盤模式之一實施例中，可多次重複藉由第一盤116及第二盤118之交替墊調節，直至獲得一所要墊表面105A。在一實施例中，判定一墊調節序列，其中具有一相對較大平均磨粒粒徑(替代地，一較大磨粒節距或一較小磨粒密度)之第二盤118經組態以修整研磨墊105作為墊調節序列之一開始階段。在一實施例中，在一墊調節序列中，具有一較小平均磨粒粒徑(替代地，一較小磨粒節距或一較高磨粒密度)之第一盤116經組態以修整研磨墊105作為墊調節序列之一結束階段。 圖4係繪示根據一些實施例之一CMP設備400的一示意圖。CMP設備400包含壓板102及一墊調節器410。研磨墊105安置於壓板102上且包含面向墊調節器410之一研磨表面105A。CMP設備400可包含晶圓載體104，但圖4中未繪示。壓板102經組態以固定研磨墊105且由基座101支撐。墊調節器410安置於研磨墊105上方。墊調節器410包含臂112、一本體416、一修整盤412及一振動模組406。在一些實施例中，一母盤可安置於CMP設備400之本體416與修整盤412之間。修整盤412具有構成一粗糙表面418之磨粒414。修整盤412之組態及操作方法類似於圖1及圖3中所繪示之第一盤116或第二盤118之組態及操作方法。 振動模組406經組態以使修整盤412振動。在一實施例中，振動模組406安置於修整盤412上方。在一實施例中，振動模組406安置於臂112與修整盤412之間。在一實施例中，振動模組406安置於本體416與修整盤412之間。在一實施例中，振動模組406與本體416整合。在一實施例中，振動模組406與修整盤412接觸，例如，振動模組406安置於修整盤412之一上表面上以使修整盤412更有效振動。 在一實施例中，振動模組406引起修整盤412之磨粒414在墊調節程序期間振動。在一實施例中，振動模組406經組態以產生具有高於音波之超音波頻率之一聲波。在一實施例中，振動模組406可朝向研磨墊105與修整盤412之間之研漿121傳輸能量。在一實施例中，聲波具有高於約20千赫茲之一頻率，例如在約20千赫茲至約200千赫茲之間。在一實施例中，振動模組406經組態以產生具有約0.8兆赫茲至約2兆赫茲之一範圍內之超高頻音波頻率之一聲波。在一實施例中，振動模組406可引起流體研漿121內之一聲流效應。另外，振動模組406可產生一空穴或氣泡效應以促進自墊表面105A清除殘屑。由空穴效應導致之內爆現象可有助於使研漿121中之粒子及研磨程序中留下之殘屑之聚結物碎成較小塊且使破粒或殘屑更快自表面105A移走。在一些實施例中，聲波引起磨粒414在墊調節期間沿一非單調移動軌跡移動且可在研磨墊105上提供一垂直切割力及一橫向切割力。可同時獲得用於修整研磨墊105之一減小墊粗糙度及增大移除速率。圖4中所展示之振動模組406僅供繪示。在一些實施例中，振動模組406可整合至圖1中所展示之CMP設備100中以與多個研磨盤(諸如第一盤116及第二盤118)合作。 可依諸多方式實施振動模組406。在一實施例中，振動模組406包括一聲音傳感器。在一些實施例中，振動模組406可由夾於一前金屬與一後金屬(圖中未單獨展示)之間之壓電材料組成且產生具有逆壓電效應之一聲波。在一些其他實施例中，振動模組406可由一磁體及一線圈(圖中未單獨展示)形成，其中依電磁原理產生聲波。 圖5A係根據一些實施例之圖4中之CMP設備400之墊調節器410之一示意仰視圖。為了簡化及清楚，自圖4省略墊調節器410之一些構件，諸如臂112及本體416。在一實施例中，振動模組406經組態以在修整盤412之粗糙表面418周圍產生具有建設性干擾之聲波以放大施加至修整盤412及研漿121上之聲波之振動效應。此建設性或破壞性干擾可判定聲波之最終振動效應及由振動模組406產生之波強度。在一些實施例中，表面418上由虛線繪示之一淨空區域VA界定於修整盤412之一中央區域中，其中實質上未安置磨粒以促進聲波之建設性干擾。在一些實施例中，磨粒414在區域VA外具有大於區域VA內之一第二表面密度之一第一表面密度。在一實施例中，第二表面密度實質上為零。聲波可促成表面418周圍之區域VA內之建設性干擾。在一些實施例中，將淨空區域VA設定為一多邊形形狀(諸如四邊形形狀或六邊形形狀(如圖5A中所展示))、一圓形形狀或其類似者。在一些實施例中，振動模組406在區域VA內具有一突出區域，使得振動模組406與磨粒414水平間隔開。在一實施例中，修整盤412之磨粒414可不均勻分佈於表面418上。在一實施例中，磨粒414分佈於修整盤412之一周邊中。在一些實施例中，磨粒414在表面418上分佈成一環形形狀。在一些實施例中，磨粒414分佈於表面418之隅角處。參考圖5B，磨粒414分佈於區域VA外且在表面418上形成徑向線。圖5A及圖5B中所展示之磨粒組態可應用於圖1中所展示之墊調節器110中之多個盤之各者。 圖6係繪示根據一些實施例之操作一CMP設備之一方法600的一示意流程圖。方法開始於步驟602。在一些實施例中，一墊調節循環可包括使用圖1中所繪示之第一盤116之一第一墊調節及接著使用圖1中所繪示之第二盤118之一第二墊調節。在一些實施例中，墊調節循環可包括使用第二盤118之一第一墊調節及接著使用第一盤116之一第二墊調節。第一墊調節及第二墊調節之各者可持續約30秒至約30分鐘之一週期。當開始方法600時，判定將進行多少次墊調節循環。在步驟604中，使用一墊調節器之一第一盤來對CMP設備之一研磨墊執行一第一墊調節。第一墊含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒。在步驟606中，使用墊調節器之一第二盤來對研磨墊執行一第二墊調節。第二盤含有具有不同於(例如，大於或小於)第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒。在一些實施例中，在一相同循環期間同時執行第一墊調節及第二墊調節。 在步驟610中，在第一墊調節及第二墊調節期間將一振動力施加至第一盤及第二盤。方法600繼續步驟608以判定是否達到循環次數。若為否定的，則方法600返回至步驟604以重複另一墊調節循環。若循環次數已達到一預定值，則結束墊調節。 根據一實施例，一種用於化學機械研磨之設備包含一墊調節器。該墊調節器包含具有一第一表面之一第一盤及具有一第二表面之一第二盤。該第一表面含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒且該第二表面含有具有大於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒。 根據一實施例，一種化學機械研磨之設備包含一墊調節器。該墊調節器具有面向研磨墊之一修整盤及經組態以使該修整盤振動之一振動模組。 根據一實施例，一種操作一化學機械研磨(CMP)設備之方法包含由以下各者組成之一墊調節序列：提供用於該CMP設備之一研磨墊，該研磨墊包括位於一相同側上之一第一盤及一第二盤，該第一盤含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒且該第二盤含有具有小於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒；使用該墊調節器之該第一盤來對該CMP設備之該研磨墊執行一第一墊調節；及使用該墊調節器之該第二盤來對該研磨墊執行一第二墊調節。 上文已概述若干實施例之特徵，使得熟悉技術者可較佳理解本揭露之態樣。熟悉技術者應瞭解，其可易於將本揭露用作用於設計或修改用於實施相同目的及/或達成本文中所引入之實施例之相同優點之其他程序及結構的一基礎。熟悉技術者亦應認知，此等等效建構不應背離本揭露之精神及範疇，且其可在不背離本揭露之精神及範疇之情況下對本文作出各種改變、置換及更改。
100‧‧‧化學機械研磨(CMP)設備101‧‧‧基座102‧‧‧壓板103‧‧‧第一軸線104‧‧‧晶圓載體105‧‧‧研磨墊105A‧‧‧研磨表面106‧‧‧軸件107‧‧‧平板108‧‧‧工件/晶圓110‧‧‧墊調節器112‧‧‧臂113‧‧‧第二軸線114‧‧‧本體115‧‧‧母盤116‧‧‧第一盤118‧‧‧第二盤120‧‧‧研漿供給器121‧‧‧研漿123‧‧‧第三軸線126‧‧‧第一軸件128‧‧‧第二軸件130‧‧‧控制模組133‧‧‧第四軸線136‧‧‧第一表面138‧‧‧第二表面143‧‧‧第五軸線202‧‧‧第一基底材料204‧‧‧第一磨粒206‧‧‧第一感測器212‧‧‧第二基底材料214‧‧‧第二磨粒216‧‧‧第二感測器300‧‧‧CMP設備400‧‧‧CMP設備406‧‧‧振動模組410‧‧‧墊調節器412‧‧‧修整盤414‧‧‧磨粒416‧‧‧本體418‧‧‧粗糙表面600‧‧‧方法602‧‧‧步驟604‧‧‧步驟606‧‧‧步驟608‧‧‧步驟610‧‧‧步驟612‧‧‧步驟P1‧‧‧第一節距P2‧‧‧第二節距S1‧‧‧第一平均粒徑S2‧‧‧第二平均粒徑VA‧‧‧淨空區域
自結合附圖來閱讀之[實施方式]最佳理解本揭露之態樣。應注意，根據業界常規做法，各個構件未按比例繪製。事實上，為使討論清楚，可任意增大或減小各種構件之尺寸。 圖1係繪示根據一些實施例之一CMP設備的一示意圖。 圖2A係根據一些實施例之圖1中之CMP設備之一墊調節器之一示意仰視圖。 圖2B係根據一些實施例之圖1中之CMP設備之一墊調節器之一示意橫截面圖。 圖3係繪示根據一些實施例之一CMP設備的一示意圖。 圖4係繪示根據一些實施例之一CMP設備的一示意圖。 圖5A及圖5B係根據一些實施例之圖4中之CMP設備之墊調節器之示意仰視圖。 圖6係繪示根據一些實施例之操作一CMP設備之一方法的一示意流程圖。
100‧‧‧化學機械研磨(CMP)設備
101‧‧‧基座
102‧‧‧壓板
103‧‧‧第一軸線
104‧‧‧晶圓載體
105‧‧‧研磨墊
105A‧‧‧研磨表面
106‧‧‧軸件
107‧‧‧平板
108‧‧‧工件/晶圓
110‧‧‧墊調節器
112‧‧‧臂
113‧‧‧第二軸線
114‧‧‧本體
115‧‧‧母盤
116‧‧‧第一盤
118‧‧‧第二盤
120‧‧‧研漿供給器
121‧‧‧研漿
123‧‧‧第三軸線
126‧‧‧第一軸件
128‧‧‧第二軸件
130‧‧‧控制模組
133‧‧‧第四軸線
136‧‧‧第一表面
138‧‧‧第二表面
143‧‧‧第五軸線
Claims (10)
- 一種用於化學機械研磨之設備，其包括：一墊調節器，其具有一可自身旋轉的母盤、包括一第一表面之一可自身旋轉的第一盤及包括一第二表面之一可自身旋轉的第二盤，該第一表面含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒，且該第二表面含有具有大於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒，該第一盤及該第二盤耦合到該母盤，該第一盤、該第二盤及該母盤可各自地自身旋轉；以及一振動模組，置於該第一盤或該第二盤中與該第一表面或該第二表面相對之第三表面上以振動該第一盤或該第二盤，其中該振動模組與該等第一磨粒或該等第二磨粒在水平方向上隔開，其中該墊調節器經組態進行墊調節方法，其包括交錯使用該第一盤進行第一墊調節步驟以及使用該第二盤進行第二墊調節步驟，並且該墊調節方法以該第一墊調節步驟作為結束。
- 如請求項1之設備，其中該複數個第一磨粒依一第一節距自該第一表面突出，且該複數個第二磨粒依大於該第一節距之一第二節距自該第二表面突出。
- 如請求項1之設備，其中該複數個第一磨粒依一第一表面密度自該第一表面突出，且該複數個第二磨粒依小於該第一表面密度之一第二表面密度自該第二表面突出。
- 如請求項1之設備，其中該墊調節器進一步包含經組態以使該第一盤及該第二盤之至少一者與一研磨墊接合之一軸件。
- 如請求項1之設備，其中該第一盤及該第二盤包括分別位於該第一表面及該第二表面上之一第一壓力感測器及一第二壓力感測器。
- 一種用於化學機械研磨之設備，其包括一墊調節器，該墊調節器包括：可自身旋轉的母盤；面向研磨墊且耦合到該母盤之可自身旋轉的第一修整盤及可自身旋轉的第二修整盤，其中該第一修整盤含有具有一第一節距之複數個第一磨粒，且該第二修整盤含有具有大於該第一節距之第二節距之複數個第二磨粒，該第一盤、該第二盤及該母盤可各自地自身旋轉；一臂，經配置以透過該母盤用於對該第一修整盤及該第二修整盤施加向下力；及一振動模組，其置於該臂與該第一修整盤或該第二修整盤之間，並經組態以使該第一修整盤或該第二修整盤振動，其中該墊調節器經組態進行墊調節方法，其包括交錯使用該第一修整盤進行第一墊調節步驟以及該第二修整盤進行第二墊調節步驟，並且該墊調節方法以該第一修整墊調節步驟作為結束。
- 如請求項6之設備，其中該第一修整盤界定該第一修整盤之一表面上之一區域，其中該第一修整盤包括分佈於該區域外之複數個磨粒。
- 如請求項7之設備，其中該振動模組與該第一修整盤之該等磨粒水平間隔開。
- 如請求項7之設備，其中該等磨粒分佈於該修整盤之該表面之一周邊中。
- 一種操作一化學機械研磨(CMP)設備之方法，其包括由以下各者組成之一墊調節序列：提供用於該CMP設備之一研磨墊，該研磨墊包括位於一可自身旋轉的母盤一相同側上之可自身旋轉的一第一盤及可自身旋轉的一第二盤，該第一盤含有具有一第一平均粒徑之複數個第一磨粒且該第二盤含有具有小於該第一平均粒徑之一第二平均粒徑之複數個第二磨粒，該第一盤、該第二盤及該母盤可各自地自身旋轉；沿相同方向或不同方向旋轉該母盤、該第一盤及該第二盤；使用一墊調節器之該第一盤來對該CMP設備之該研磨墊執行一第一墊調節；使用該墊調節器之該第二盤來對該研磨墊執行一第二墊調節；在該第一盤之第一區域產生具有建設性干擾的聲波，其中該等第一磨粒位於該第一區域之外；及將該墊調節序列結束於該第二墊調節。
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