TWI836361B - 拋光之方法、用於從基板移除材料之方法、及電腦程式產品 - Google Patents

Abstract

一種用於從基板移除材料的方法包括：將研磨漿料配發到拋光墊上；儲存在研磨劑上的相關電荷的指令；在該漿料的存在下將基板之表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動；測量該基板的移除速率；將該測量的移除速率與目標移除速率進行比較，且，根據該比較，決定是否增加或減少該移除速率；根據該研磨劑的相關電荷的指令以及根據是否增加或減少該移除速率，而決定是否增加或減少該拋光墊與該基板之間的界面的溫度；以及控制所決定的該界面的溫度，以修改該移除速率。

Description

拋光之方法、用於從基板移除材料之方法、及電腦程式產品

本說明書關於使用氧化鈰(cerium oxide)漿料的化學機械拋光(chemical mechanical polishing)應用。

積體電路一般是藉由依序沉積導電層、半導體層或絕緣層而形成在矽晶圓上。一個製造步驟涉及在非平面表面上面沉積層並且平坦化該層。對於某些應用而言，該層受到平坦化，直到暴露出圖案化下層(underlayer)的頂表面為止。對於其他應用而言，該層受到平坦化，直到在下方的層上面留下預定的厚度為止。

化學機械拋光(CMP)是一種受到認可的平坦化方法。此平坦化方法將基板安裝在承載頭上，並且基板的表面放置成抵靠旋轉拋光墊的表面。將拋光液(例如研磨漿料(abrasive slurry))配發到旋轉的拋光墊上，藉由透過機械和化學手段拋光基板上的層。漿料中的研磨顆粒(abrasive particle)能夠是氧化矽和氧化鈰。

在一個態樣中，一種拋光(polishing)之方法，包括：將拋光漿料配發至拋光墊上，該拋光漿料含有帶負電的二氧化鈰（ceria）氧化物；在該漿料的存在下，使基板之表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；於該基板的一移除速率下進行測量；決定所測量的該移除速率少於目標移除速率；及回應所測量的該移除速率少於該目標移除速率之該決定，減少該拋光墊與該基板之間的界面的溫度。

在另一態樣中，一種拋光之方法包括：將拋光漿料配發至拋光墊上，該拋光漿料含有帶負電的二氧化鈰氧化物；在該漿料的存在下，使基板之表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；測量該基板的移除速率；決定所測量的該移除速率大於目標移除速率；及回應所測量的該移除速率大於該目標移除速率之該決定，增加該拋光墊與該基板之間的界面的溫度。該研磨劑可包括氧化鈰顆粒。

在另一態樣中，一種用於從基板移除材料之方法包括：將漿料配發到拋光墊之表面上，其中該漿料包括承載液體與研磨劑；儲存在該研磨劑上的相關電荷的指令；在該漿料的存在下將基板之表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；測量該基板的移除速率；將測量的該移除速率與目標移除速率進行比較，且根據該比較，決定是否增加或減少該移除速率；根據該研磨劑的該相關電荷的該指令以及根據是否增加或減少該移除速率，而決定是否增加或減少該拋光墊與該基板之間的界面的溫度；以及控制所決定的該界面的溫度，以修改該移除速率。

在另一態樣中，一種拋光之方法包括：透過將拋光漿料配發至拋光墊上，拋光在基板上的層，在該漿料的存在下使該基板上的該層的表面接觸該拋光墊，並且產生在該基板與該拋光墊之間的相對運動；對於該層的拋光的初始部分，將該拋光的溫度控制在第一溫度範圍內；獲得溫度轉變時間，該溫度轉變時間在終點時間之前；一旦決定到達該溫度轉變時間，則將該拋光的該溫度降低至較低的第二溫度範圍，該較低的第二溫度範圍低於該第一溫度範圍；以及對於相同的該層的拋光的後續部分，將該拋光的溫度控制在該第二溫度範圍內，直到該估算的終點時間為止。

在另一態樣中，一種拋光之方法包括：透過將拋光漿料配發至拋光墊上，拋光在基板上的層，在該漿料的存在下使該基板上的該層的表面接觸該拋光墊，並且產生在該基板與該拋光墊之間的相對運動；對於該層的拋光的初始部分，將該拋光的溫度控制在第一溫度範圍內；決定溫度轉變時間，該溫度轉變時間在終點時間之前；一旦決定到達該溫度轉變時間，則增加在該基板上的壓力，同時增加冷卻劑流量以持續將該拋光的該溫度維持於該第一溫度範圍內；以及對於相同的該層的拋光的後續部分，維持該增加的壓力且將該拋光的溫度控制在該第一溫度範圍內，直到該估算的終點時間為止。

實施方式可包括下述特徵之一或多者。配發該冷卻劑流體可包括透過收斂擴張（convergent-divergent）噴嘴噴灑（spray）冷卻劑流體。測量該移除速率可包括以原位光學監視系統在拋光期間監視基板。該基板之該表面可以包括氧化物層，例如氧化矽。控制該界面之該溫度可包括：如果指令為帶正電，則透過增加溫度而增加拋光速率；如果指令為帶負電，則透過減少溫度而減少拋光速率；如果指令為帶正電，則透過減少溫度而減少拋光速率，或如果指令為帶負電，則透過增加溫度而減少拋光速率。

優點能夠包括（但不限於）以下一或多項。CMP系統能夠達成高拋光速率，以滿足客戶的生產需求。本文所述的方法藉由減少拋光每一基板所需的時間而進一步改善系統的產量。這導致基板輸出增加以及每一基板的耗材成本降低。CMP製程溫度的最適化與帶電荷的二氧化鈰應用相結合也容許增加拋光墊的使用壽命，從而降低客戶的成本。

在所附的圖式和下文的敘述中提出一或多個實施例的細節。由該敘述、該等圖式及該等請求項可明瞭其他特徵、態樣及優點。

CMP製程的材料移除速率取決於拋光流體的磨料和其他成分的選擇、施加至基板的壓力、拋光墊和基板之間的相對速率、以及基板和拋光墊之間的界面處的溫度。在習知上，化學反應製程（例如拋光製程）隨著溫度增加。因此，增加溫度能夠是增加移除速率的一種技術。

但是，拋光速率對溫度的實際相依性能夠是溫度對拋光墊的影響（例如拋光墊的彈性模量）以及由溫度驅動的反應速率之間的更複雜的交互作用。再者，對於某些拋光製程而言，研磨顆粒的靜電電位（electrostatic potential）是此交互作用的一分子。

氧化鈰（例如，二氧化鈰）是用於一些拋光製程的拋光液中的研磨材料。在拋光液中，研磨二氧化鈰顆粒之表面能夠有正靜電電位、負靜電電位、或在研磨顆粒之表面上可忽略的靜電電位。此電位可能取決於合成技術。使用具有二氧化鈰顆粒的拋光液的拋光製程顯現出一拋光速率，該拋光速率取決於漿料中顆粒之表面的正電位或負電位而對溫度有不同的回應。

此申請案描述根據研磨顆粒的電荷性質執行溫度控制的技術。CMP系統包括加熱器或冷卻器，以控制基板和拋光墊之界面處的溫度。透過改變拋光製程的溫度，材料移除速率取決於懸浮在漿料中的二氧化鈰之表面電荷而增加或減少。對於帶負電的​​二氧化鈰漿料而言，冷卻能夠增加拋光速率並改善地形（topography）。不受任何特定理論所限制，使用帶負電的二氧化鈰的冷卻能夠透過增加硬度及修改墊之頂表面的凹凸（asperity）結構而改善材料移除速率。對於一些帶正電的二氧化鈰漿料而言，加熱和冷卻的組合能夠透過在拋光製程開始時加熱且在靠近拋光終點時冷卻以改善地形，而改善拋光速率。對於其他帶正電的二氧化鈰漿料而言，使用冷卻和增加的壓力之組合改善拋光速率；增加的壓力會增加拋光速率，且冷卻防止墊過熱並且維持地形。

圖1繪示拋光系統20的範例。拋光系統20能夠包括可旋轉的碟形平台22，拋光墊30座落於該碟形平台22上。平台可操作以繞軸線23旋轉。例如，馬達24能夠轉動驅動軸桿26以旋轉平台22。拋光墊30能夠以可拆卸式固定於平台22，例如藉由黏結劑層。拋光墊30能夠是兩層的拋光墊，具外拋光層32和較軟的背襯層34。

拋光系統20能夠包括拋光液供應通口40，以將拋光液42（例如研磨漿料）配發至拋光墊30上。拋光系統20也能夠包括拋光墊調節器，以研磨拋光墊30而將拋光墊30維持在一致的研磨狀態。

承載頭50可操作以撐托（hold）基板10抵靠拋光墊30。每一承載頭50也包括複數個可獨立控制的加壓腔室，例如三個腔室52a-52c，該加壓腔室能夠將可獨立控制的壓力施加到基板10上的相關聯區塊。腔室52a-52c能夠由可撓隔膜（flexible membrane）54所界定，該可撓隔膜54具有底表面，而基板10安裝至該底表面。承載頭50也能夠包括保持環56以將基板10保持在可撓隔膜54下方。雖然為了便於說明而在圖1和圖2中僅繪示三個腔室，但能夠有兩個腔室，或者四個或更多個腔室，例如五個腔室。此外，能夠在承載頭50中使用其他機構以調整施加到基板的壓力，該其他機構例如為壓電致動器。

每一承載頭50從支撐結構60（例如旋轉料架或軌道）懸掛，並且由驅動軸桿62連接至承載頭旋轉馬達64，使得承載頭能夠繞軸線51旋轉。視情況任選，每一承載頭50能夠例如在旋轉料架上的滑動件上側向振盪，其藉由沿著軌道的運動；或是藉由旋轉料架本身的旋轉振盪。在操作中，平台22繞該平台22的中心軸線23旋轉，並且承載頭50繞該承載頭50的中心軸線51旋轉且側向平移跨越拋光墊30的頂表面。

拋光系統也包括原位監視系統70，該原位監視系統能夠用於控制拋光參數，例如在腔室52a-52c之一或多者中施加的壓力。原位監視系統70能夠是光學監視系統，例如光譜監視系統，特別是用於基板上的氧化物層的拋光。或者，原位監視系統70可以是渦電流（eddy current）監視系統，特別是用於基板上的金屬層的拋光。

作為光學監視系統，原位監視系統70能夠包括光源72、光偵測器74和電路系統76，該電路系統76用於在控制器90(例如電腦)和光源72與光偵測器74之間發送及接收訊號。一根或多根光纖78能夠用於將來自光源72的光傳輸至拋光墊30中的窗36，並且將從基板10反射的光傳輸到偵測器74。作為光譜儀系統，則光源72能夠操作以發射白光，且偵測器74能夠是光譜儀。測量的光譜可以被轉換成特徵值，該特徵值表示在每個區域中被拋光的層的厚度。

電路系統76的輸出能夠是數位電子訊號，該數位電子訊號經過驅動軸桿26中的旋轉耦合器28(例如滑環)而至控制器90。或者，電路系統76能夠與控制器90透過無線訊號通訊。控制器90能夠是運算裝置，該運算裝置包括微處理器、記憶體及輸入/輸出電路系統，例如可程式化電腦。雖然是單一方塊繪示，但控制器90能夠是網路化的系統，具分散在多部電腦上的功能。

拋光系統20包括溫度感測器80，以監視拋光製程的溫度，例如拋光墊30及/或拋光墊上的拋光液42的溫度，或基板的溫度。例如，溫度感測器80能夠是紅外(IR)感測器，例如IR照相機，定位在拋光墊30上方並且配置成測量拋光墊30及/或拋光墊上的拋光液42的溫度。特別是，溫度感測器80能夠配置成測量沿著拋光墊30的半徑上多個點的溫度，而生成徑向溫度分佈曲線(temperature profile)。例如，IR照相機能夠具有跨越拋光墊30的半徑的視場。

在一些實施方式中，溫度感測器是接觸式感測器而不是非接觸式感測器。例如，溫度感測器80能夠是位於 平台22上或中的熱電偶或IR溫度計。此外，溫度感測器80能夠與拋光墊直接接觸。

在一些實施方式中，多個溫度感測器能夠跨越拋光墊30在不同的徑向位置處隔開，以提供沿著拋光墊30的半徑上多點處的溫度。此技術能夠用於替代IR照相機或是除了IR照相機外還使用此技術。

雖然在圖1中繪示溫度感測器80經定位以監視拋光墊30及/或拋光墊30上的拋光液42的溫度，但該溫度感測器80能夠定位在承載頭50內側以測量基板10的溫度。溫度感測器80能夠與基板10的半導體晶圓直接接觸(即，接觸感測器)。在一些實施方式中，在拋光系統20中包括了多個溫度感測器，例如，以測量不同部件的溫度。

拋光系統20也包括溫度控制系統100，以控制拋光墊30及/或拋光墊上的拋光液42的溫度。溫度控制系統100包括冷卻系統及/或加熱系統。在一些實施方式中，冷卻系統及/或加熱系統都是透過下述方式操作：將溫度控制的介質(例如液體、蒸氣或噴霧)輸送到拋光墊30的拋光表面上(或是輸送到已經存在於該拋光墊上的拋光液上)。

如圖1所示，示範性溫度控制系統100包括臂110，該臂110延伸於平台22和拋光墊30上方。多個噴嘴120從臂110懸掛，並且每一噴嘴120配置成將溫度控制流體噴灑到拋光墊上。臂110能夠由底座112支撐，使得噴嘴120藉由隙縫126隔開拋光墊30。每一噴嘴120能夠配置成例如透過使用控制器90而起始及停止穿過每一噴嘴120 的流體流動。每一噴嘴120能夠配置為將噴霧122中的氣溶胺化(aerosolized)的水引導朝向拋光墊30。

為了以冷卻系統操作，溫度控制流體是冷卻劑。冷卻劑是氣體(例如空氣)或液體(例如水)。冷卻劑能夠處於室溫或冷激(chill)至低於室溫，例如，在5至15℃。在一些實施方式中，冷卻系統使用空氣及液體的噴霧，例如液體(例如水)的氣溶膠化噴霧。尤其，冷卻系統能夠具有生成水的氣溶膠化噴霧的噴嘴，該水被冷激至低於室溫。在一些實施方式中，固體材料能夠與氣體及/或液體混合。該固體材料能夠是冷激材料，例如冰，或是當溶解在水中時例如透過化學反應而吸收熱的材料。當配發時，此冷卻劑能夠低於室溫，例如，從-100到20℃，例如，低於0℃。

為了以加熱系統操作，溫度控制流體是加熱流體。加熱流體能夠是氣體(例如水蒸汽(steam)或加熱的空氣)，或液體(例如加熱的水)，或氣體和液體的組合。加熱流體高於室溫，例如在40至120℃，例如在90至110℃。流體能夠是水，例如實質上純的去離子水，或是包括添加劑或化學品的水。在一些實施方式中，加熱系統使用水蒸汽之噴霧。水蒸汽能夠包括添加劑或化學品。

溫度控制系統100能夠包括單一臂，用於配發冷卻劑或加熱流體，或是包括兩個專用臂，分別配發冷卻劑和加熱流體。

以替代或額外的方式，溫度控制系統100能夠使用其他技術，以控制拋光製程的溫度。例如，加熱或冷卻的流體（例如水蒸汽或冷水）能夠注入拋光液42（例如漿料）中，以在配發拋光液42之前升高或降低拋光液42的溫度。作為另一範例，能夠將電阻加熱器支撐在平台22中以加熱拋光墊30，及/或支撐在承載頭50中以加熱基板10。

在層的拋光期間緩和（moderate）漿料及拋光墊的溫度容許在電荷攜帶磨料（例如氧化鈰）之間有增加的交互作用。藉由使用溫度控制，能夠透過調控拋光墊的物理參數以及改變帶電二氧化鈰與填料層之間的化學交互作用特性而有利地增加材料移除速率。

在一些實施方式中，溫度感測器測量拋光製程的溫度，例如拋光墊或拋光墊上的拋光液或基板的溫度，並且控制器90執行閉迴路控制演算法以控制溫度控制系統，例如相關的冷卻劑或加熱流體的流速或溫度，以便將拋光製程維持在期望溫度。

在一些實施方式中，原位監視系統測量基板的拋光速率，並且控制器90執行閉迴路控制演算法以控制溫度控制系統，例如相關的冷卻劑或加熱流體的流速或溫度，以便將拋光速率維持在期望速率。

圖2繪示執行此技術的方法，該方法可應用於帶電的二氧化鈰漿料。視情況任選，控制器90儲存正在使用的漿料是否含有帶負電的研磨二氧化鈰顆粒或帶正電的研磨二氧化鈰顆粒的指令（202）。執行拋光，將具有研磨二氧化鈰顆粒的漿料配發至拋光墊上(204)。控制器90能夠儲存期望的溫度或溫度範圍以例如作為拋光配方的一部分。因此，在拋光期間，控制器90能夠操作以例如使用開迴路或閉迴路演算法將拋光製程的溫度維持在期望的溫度或溫度範圍(206)。在拋光期間，拋光製程由原位監視系統監視，並由取得的數據計算移除速率(208)。由於各種原因，移除速率可能偏離期望的拋光速率(210)。例如，控制器90能夠偵測移除速率是否與目標拋光速率相差超過閾值的量。若此情況發生，則控制器90能夠使溫度控制系統修改製程溫度，以補償移除速率並且使移除速率回到期望的拋光速率。然而，應該採取什麼行動能取決於研磨二氧化鈰顆粒的電荷。

特別是，參照表1，對於帶負電的研磨二氧化鈰顆粒漿料而言，如果移除速率低於期望的拋光速率，則能夠降低溫度以增加拋光速率，然而如果移除速率高於期望的拋光速率，則能夠升高溫度以減少拋光速率。相反地，對於帶正電的研磨二氧化鈰顆粒漿料而言，如果移除速率低於期望的拋光速率，則能夠升高溫度以增加拋光速率，然而如果移除速率高於期望的拋光速率，則能夠降低溫度以降低拋光速率。

此數據能夠由控制器90所儲存與存取，例如，作為控制邏輯或查找表，以決定如果移除速率偏離期望的拋光速率時如何調整溫度（212）。或者，關於是否升高或降低溫度的決定程序能夠記入與控制器加載的特定漿料相關聯的製程配方中。

然後，控制器90使溫度控制系統調整溫度，例如，藉由增加或減少溫度控制流體的溫度及/或流速，以修改製程溫度，例如墊溫度（214）。

針對增加處理溫度，最大期望溫度取決於拋光墊的玻璃轉變溫度。如果墊變得太熱，它可能會變得太黏彈性，並且拋光製程可能無法如預期進行，例如，拋光速率可能會下降或缺陷可能會增加。通常而言，控制器能夠配置成將溫度保持在低於拋光層熔點（與0℃相比）的 2/3。

與靜電荷對「拋光速率對溫度的相依性」的影響的問題脫鉤，對於許多拋光應用而言，當拋光製程接近拋光終點時降低拋光速率是有用的，以避免拋光過度並且減少非均勻性。另一方面，在厚層的塊體拋光期間保持高拋光速率是有益的。已提出的一種降低拋光速率的方法是降低基板上的壓力。然而，這在某些應用中可能並不實用，該應用為例如在承載頭已於低施加壓力下操作的情況，諸如用於易碎層的拋光。

能夠用於替代或附加於在拋光終點附近減少所施加的壓力的一種方法是修改製程溫度以降低拋光速率。例如，對於傳統的二氧化矽漿料或帶正電的二氧化鈰漿料而言，能夠在拋光終點之前降低溫度以降低拋光速率。

圖3繪示執行此技術的方法。對於層的拋光的初始部分，拋光製程的溫度被控制在第一溫度範圍內(302)。初始部分能夠從拋光製程的開始處運行。

能夠由控制器90使用回饋迴圈執行控制，該回饋迴圈接收來自溫度感測器80的溫度測量，並且調整溫度控制系統100的操作。可理解，在特定位置的拋光墊之溫度、或漿料之溫度、或基板之溫度能夠作為拋光製程之溫度的替用。

在拋光開始之前或之後，決定溫度轉變時間是在預期終點時間之前(304)。溫度轉變時間能夠是基於配方的預設值；在這種情況下，使用者能夠在拋光開始之前決定溫度轉變時間。或者，拋光製程能夠由原位監視系統監視。該原位監視系統能夠根據測量的基板之拋光速率而推測出估算的終點時間，並且能夠在估算的終點時間之前根據估算的終點時間而計算轉變時間，該估算的終點時間例如為預設時間(例如10秒)，或總拋光時間的百分比(例如5-10%)。

一旦到達溫度轉變時間，則控制器90使溫度控制系統將拋光溫度降低到較低第二溫度範圍內，該第二溫度範圍低於第一溫度範圍(306)。較低的第二溫度範圍能 夠與第一溫度範圍不重疊，或者是能夠與第一溫度範圍重疊不超過該第一溫度範圍重疊的25%。第二溫度範圍的中點能夠比第一溫度範圍的中點低20至40℃。在一些實施例中，能夠將拋光表面之溫度降低到30℃低於30℃，例如等於20℃或低於20℃。

一旦拋光製程的溫度已經到達第二溫度範圍，對於相同層的拋光製程的後續部分，控制器90使溫度控制系統100將拋光製程的溫度維持在第二溫度內範圍內(308)。拋光製程的後續部分能夠持續直到該層的估算終點時間。

能用於替代減少拋光終點附近施加的壓力的另一種方法是增加基板上的壓力以減少不均勻性，同時也增加溫度控制流量以使溫度控制系統維持期望的溫度。例如，對於傳統的二氧化矽漿料或對於帶正電的二氧化鈰漿料而言，能夠增加基板上的壓力及/或平台的旋轉速度，並且能夠在拋光終點之前增加冷卻劑的流速以實現更高的不均勻性，而不犧牲拋光速率。

圖4繪示執行此技術的方法。對於層的拋光的初始部分而言，將拋光製程的溫度控制在第一溫度範圍內(402)。在拋光開始之前或是之後，決定溫度轉變時間是在預期終點時間之前(404)。這兩個步驟能夠透過如上文針對步驟302和304所討論的方式執行。

一旦到達溫度轉變時間，控制器90調整承載頭50中的一或多個腔室中的壓力，以增加基板上的壓力（406）。與此結合，控制器90使溫度控制系統增加溫度控制流體（例如用於二氧化矽漿料或用於帶正電荷的二氧化鈰漿料的冷卻劑）的流速，使得溫度維持在第一溫度範圍內（408）。拋光製程的後續部分能夠持續到該層的估算終點時間為止。

關於增加處理溫度，最大期望溫度取決於拋光墊的玻璃轉變溫度。如果墊變得太熱，則該墊會變得太黏彈性，且拋光製程可能無法如預期進行，例如拋光速率可能會下降或缺陷可能會增加。大致上，控制器能夠配置成將溫度保持在低於拋光層之熔點（與0℃相比）的2/3。

更一般而言，對於傳統的二氧化矽漿料或對於帶正電的二氧化鈰漿料而言，為了最大化拋光速率，可能期望在拋光由於拋光墊的黏彈性而劣化之前在最大可能的溫度下運行拋光製程。因此，並非讓溫度由於基板和拋光墊之間的摩擦而線性上升，而是可在拋光製程開始時藉由溫度控制系統將溫度驅動到期望的溫度。然後，能夠將溫度維持在期望的溫度範圍內，例如，在拋光層的熔點（與0℃相比）的約50-66%的溫度。

雖然本說明書含有許多特定的實施方式細節，但不應將這些細節解釋為對任何發明之範疇的限制或對可能請求的對象之範疇的限制，而是多個特徵的敘述，該等特徵可為專屬於特定發明的特定實施例。在此說明書中於分別的實施例的脈絡中所描述的某些特徵也能夠於單一實施例中結合而實施。相反地，在單一實施例的脈絡中描述的各種特徵也能夠在多個實施例中分開地或以任何合適的子組合來實施。再者，儘管特徵可在上文中描述為以某些組合作用，且甚至最初就此被請求，但在一些情況下，來自所請之組合的一或多個特徵可以從組合中割除，並且所請的組合可針對子組合或子組合的變化。

類似地，雖然操作是以特定順序描繪於圖式中且記載於申請專利範圍中，但這不應被理解成：為了達到期望的結果，要求這樣的操作以所示的特定順序或依序執行，或者所有繪示的操作都執行。

已經描述標的之特定實施例。其他實施例在以下的申請專利範圍的範疇內。例如，申請專利範圍中記載的動作能夠以不同的順序執行，並且仍然達到期望的結果。作為一個範例，所附的圖式中描繪的製程不必然要求所示的特定順序（或依序）以實現期望的結果。

10:基板 20:拋光系統 22:平台 23:軸線 24:馬達 26:驅動軸桿 28:旋轉耦合器 30:拋光墊

32:拋光層

34:背襯層

36:窗

40:拋光液供應通口

42:拋光液

50:承載頭

51:軸線

52a~52c:腔室

54:可撓隔膜

56:保持環

60:支撐結構

62:驅動軸桿

64:承載頭旋轉馬達

70:原位監視系統

72:光源

74:偵測器

76:電路系統

78:光纖

80:溫度感測器

90:控制器

100:溫度控制系統

110:臂

112:底座

120:噴嘴

122:噴霧 126:隙縫 202~408:操作

圖1是化學機械拋光系統的示意剖面視圖。

圖2是拋光方法的流程圖。

圖3是拋光方法的另一實施方式的流程圖。

圖4是拋光方法的又一實施方式的流程圖。

各圖式中的相同的元件符號和名稱是指相同的元件。

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

202~212:操作

Claims (18)

1. 一種拋光(polishing)之方法，包括：將一拋光漿料配發至一拋光墊上，該拋光漿料含有帶負電的二氧化鈰(ceria)氧化物；在該漿料的存在下，使一基板之一表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；測量該基板的一移除速率；決定所測量的該移除速率少於一目標移除速率；及回應所測量的該移除速率少於該目標移除速率之該決定，減少該拋光墊與該基板之間的一界面的一溫度。
2. 如請求項1所述之方法，其中，減少該溫度包括：將一冷卻劑流體配發至該拋光墊上。
3. 如請求項2所述之方法，其中該冷卻劑流體是冷激(chill)至低於攝氏20度的去離子水。
4. 一種拋光之方法，包括：將一拋光漿料配發至一拋光墊上，該拋光漿料含有帶負電的二氧化鈰氧化物；在該漿料的存在下，使一基板之一表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；測量該基板的一移除速率； 決定所測量的該移除速率大於一目標移除速率；及回應所測量的該移除速率大於該目標移除速率之該決定，增加該拋光墊與該基板之間的一界面的一溫度。
5. 如請求項4所述之方法，其中增加該溫度包括：將一加熱流體配發至該拋光墊上。
6. 如請求項5所述之方法，其中配發該加熱流體包括：噴灑(spray)水蒸汽(steam)。
7. 一種用於從基板移除材料之方法，包括：將一漿料配發到一拋光墊之一表面上，其中該漿料包括一承載液體與一研磨劑(abrasive agent)；儲存在該研磨劑上的一相關電荷(relative charge)的一指令；在該漿料的存在下將一基板之一表面接觸該拋光墊；產生該基板與該拋光墊之間的相對運動，以拋光該基板之該表面；測量該基板的一移除速率；將測量的該移除速率與一目標移除速率進行比較，且根據該比較，決定是否增加或減少該移除速率；根據該研磨劑的該相關電荷的該指令以及根據是否增加或減少該移除速率，而決定是否增加或減少該拋光墊與該基板之間的一界面的一溫度；以及控制所決定的該界面的一溫度，以修改該移除速率。
8. 一種電腦程式產品，包含在非暫態電腦可讀媒體上的多個指令，以引發一或多個電腦進行： 使一拋光系統使用具一研磨劑的一漿料拋光在一拋光墊上的一基板；儲存在該研磨劑上的一相關電荷的一指令；根據接收自一原位監視系統的一訊號，計算該基板的一移除速率；將測量的該移除速率與一目標移除速率進行比較；根據該比較，決定是否增加或減少該移除速率；根據該研磨劑上的該相關電荷的該指令以及根據是否增加或減少該移除速率，而決定是否增加或減少該拋光墊與該基板之間的一界面的一溫度；以及使一溫度控制系統調整所決定的該界面的一溫度，以修改該移除速率。
9. 如請求項8所述之電腦程式產品，其中控制該界面的該溫度的該等指令包括下述指令：如果該指令是帶正電則藉由增加該溫度而增加該拋光速率；以及，如果該指令是帶負電則藉由減少該溫度而增加該拋光速率。
10. 如請求項8所述之電腦程式產品，其中控制該界面的該溫度的該等指令包括下述指令：如果該指令是帶正電則藉由減少該溫度而減少該拋光速率；以及，如果該指令是帶負電則藉由增加該溫度而減少該拋光速率。
11. 一種拋光之方法，包括：透過將一拋光漿料配發至一拋光墊上，拋光在一基板 上的一層，在該漿料的存在下使該基板上的該層的一表面接觸該拋光墊，並且產生在該基板與該拋光墊之間的相對運動，其中該拋光漿料包括二氧化矽(silica)研磨顆粒或帶正電的二氧化鈰顆粒；對於該層的拋光的一初始部分，將該拋光的溫度控制在一第一溫度範圍內；獲得一溫度轉變時間，該溫度轉變時間在一終點時間之前；一旦決定到達該溫度轉變時間，則將該拋光的該溫度降低至一較低的第二溫度範圍，該較低的第二溫度範圍低於該第一溫度範圍；以及對於相同的該層的拋光的一後續部分，將該拋光的溫度控制在該第二溫度範圍內，直到該估算的終點時間為止。
12. 如請求項11所述之方法，其中獲得該溫度轉變時間包括：儲存一預定轉變時間。
13. 如請求項11所述之方法，包括：以一原位監視系統在拋光期間監視該基板，根據來自該原位監視系統的一訊號決定該預期的終點時間，並且其中獲得該溫度轉變時間包括：根據一預期的終點時間計算該溫度轉變時間。
14. 如請求項13所述之方法，其中計算該溫度轉變時間包括：從該預期的終點時間減去一預定的時段，或是從該預期的終點時間減去一百分比的總拋光時間。
15. 一種拋光之方法，包括：透過將一拋光漿料配發至一拋光墊上，拋光在一基板上的一層，在該漿料的存在下使該基板上的該層的一表面接觸該拋光墊，並且產生在該基板與該拋光墊之間的相對運動，其中該拋光漿料包括二氧化矽研磨顆粒或帶正電的二氧化鈰顆粒；對於該層的拋光的一初始部分，將該拋光的溫度控制在一第一溫度範圍內；決定一溫度轉變時間，該溫度轉變時間在一終點時間之前；一旦決定到達該溫度轉變時間，則增加在該基板上的壓力，同時增加冷卻劑流量以持續將該拋光的該溫度維持於該第一溫度範圍內；以及對於相同的該層的拋光的一後續部分，維持該增加的壓力且將該拋光的溫度控制在該第一溫度範圍內，直到該估算的終點時間為止。
16. 如請求項15所述之方法，其中獲得該溫度轉變時間包括：儲存一預定轉變時間。
17. 如請求項15所述之方法，包括：以一原位監視系統在拋光期間監視該基板，根據來自該原位監視系統的一訊號決定該預期的終點時間，並且其中獲得該溫度轉變時間包括：根據一預期的終點時間計算該溫度轉變時間。
18. 如請求項17所述之方法，其中計算該溫度 轉變時間包括：從該預期的終點時間減去一預定的時段，或是從該預期的終點時間減去一百分比的總拋光時間。