專利名稱：在研磨期間用于溫度控制的設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大致上涉及用于研磨半導(dǎo)體基材的設(shè)備與方法。更特別地，本發(fā)明的實(shí)施例提供當(dāng)研磨半導(dǎo)體基材時(shí)用于溫度控制的設(shè)備與方法，以改善均勻性。
背景技術(shù)：
在制造半導(dǎo)體元件的期間，在形成后續(xù) 層以前，各種諸如氧化物和銅的層需要平坦化，以移除步驟或起伏。典型地，使用諸如化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)與電化學(xué)機(jī)械研磨(ECMP)的制程來機(jī)械地、化學(xué)地及/或電氣地執(zhí)行平坦化。典型地，化學(xué)機(jī)械研磨包括機(jī)械地擦磨在漿料中的基材，漿料含有化學(xué)反應(yīng)試劑。在化學(xué)機(jī)械研磨期間，漿料被輸送到研磨墊上，并且基材通常藉由載具頭被壓抵研磨墊。載具頭也可使基材相對于研磨墊旋轉(zhuǎn)且移動。由于載具頭與研磨墊之間的運(yùn)動以及漿料中的化學(xué)試劑，非平坦基材表面可由化學(xué)機(jī)械研磨來平坦化。然而，CMP制程的各種因素會導(dǎo)致非均勻性，非均勻性在基材表面上造成非平坦人エ缺陷(non-planar artifact)。例如,在處理期間，基材上的不同區(qū)域可能相對于研磨墊具有不同速度與對于漿料的不同接取性(accessibility)，這造成了基材的不同區(qū)域內(nèi)的溫度變化?；谋砻鏈囟仁怯绊懸瞥俾实钠渲幸灰蛩?。所以，基材內(nèi)的溫度變化會導(dǎo)致基材內(nèi)的非均勻性(諸如非平坦表面)。例如，圖I繪示具有非均勻性的習(xí)知技藝研磨結(jié)果。圖I中的圖10是基材在研磨以后的輪廓。X軸代表和基材中心相隔的距離，并且y軸代表基材厚度。如曲線11所示，靠近基材的邊緣處存在有凸塊12、13。所以，亟需用于改善研磨中均勻性的設(shè)備與方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大致上涉及用于研磨半導(dǎo)體基材的設(shè)備與方法。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例提供用于改善均勻性的設(shè)備與方法。一實(shí)施例提供ー種基材載具頭，該基材載具頭包含基底板與撓性薄膜，撓性薄膜耦接到基底板。撓性薄膜的外表面提供基材接收表面，及撓性薄膜的內(nèi)表面與基底板界定復(fù)數(shù)個(gè)腔室，以提供可獨(dú)立調(diào)整的壓カ到相應(yīng)的該基材接收表面的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域?；妮d具頭更包含邊緣加熱器，該邊緣加熱器設(shè)置在復(fù)數(shù)個(gè)腔室的第一腔室中，該第一腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一周圍區(qū)域。另ー實(shí)施例提供一種用于研磨基材的設(shè)備，該設(shè)備包含平臺，該平臺可繞著中心軸旋轉(zhuǎn)；研磨墊，該研磨墊設(shè)置在該平臺上；及基材載具頭，該基材載具頭設(shè)以在處理期間固持基材且將該基材壓抵該研磨墊。基材載具頭包含基底板與撓性薄膜，撓性薄膜耦接到基底板。撓性薄膜的外表面提供基材接收表面及撓性薄膜的內(nèi)表面與基底板界定復(fù)數(shù)個(gè)腔室，以提供可獨(dú)立調(diào)整的壓カ到相應(yīng)的基材接收表面的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域?；妮d具頭更包含邊緣加熱器，該邊緣加熱器設(shè)置在該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的第一腔室中，該第一腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一周圍區(qū)域。又另ー實(shí)施例提供ー種用于處理基材的方法，該方法包含裝設(shè)基材于基材載具頭上；旋轉(zhuǎn)研磨墊；及使用基材載具頭與研磨墊來研磨基材。研磨基材的步驟包含下列步驟當(dāng)使用基材載具頭而將基材壓抵研磨墊時(shí)，相對于旋轉(zhuǎn)的研磨墊而移動基材；及加熱基材的ー邊緣區(qū)域。


可藉由參考本發(fā)明的實(shí)施例來詳細(xì)暸解本發(fā)明的上述特征，本發(fā)明的說明簡短地在前面概述過，其中該些實(shí)施例在附圖中示出。但是應(yīng)注意的是，附圖僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此典型實(shí)施例不應(yīng)被視為會對本發(fā)明范疇構(gòu)成限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其他等效實(shí)施例。圖I為ー圖，該圖顯示具有非均勻性的習(xí)知技藝研磨結(jié)果。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基材載具頭的概要截面?zhèn)纫晥D。圖3為圖2的基材載具頭的概要俯視圖。圖4為用在本發(fā)明的實(shí)施例的加熱器的透視圖。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的研磨站的截面?zhèn)纫晥D。圖6為圖5的研磨站的平面圖。為促進(jìn)了解，在可能時(shí)使用相同的元件符號來表示該等圖式共有的相同元件。應(yīng)了解，一實(shí)施例的元件可有利地并入到其他實(shí)施例而不需特別詳述。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例大致上涉及用于研磨半導(dǎo)體基材的設(shè)備與方法。特別地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于改善均勻性的設(shè)備與方法。本發(fā)明的實(shí)施例提供加熱機(jī)構(gòu)或冷卻機(jī)構(gòu)或偏壓加熱機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)設(shè)以在研磨期間施加熱能到基材的周圍，冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)以在研磨期間冷卻基材的中心區(qū)域，偏壓加熱機(jī)構(gòu)設(shè)以在給定的研磨墊半徑上產(chǎn)生溫度階梯差異。本發(fā)明的一實(shí)施例提供基材載具頭，基材載具頭具有加熱器與冷卻機(jī)構(gòu)，加熱器設(shè)置在靠近基材載具頭的邊緣區(qū)域處，冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)置在靠近基材載具頭的中心區(qū)域處。在另ー實(shí)施例中，基材載具頭包含固持環(huán)，固持環(huán)耦接到固持環(huán)加熱器。本發(fā)明的另ー實(shí)施例包含圓點(diǎn)加熱器，圓點(diǎn)加熱器設(shè)以加熱研磨墊的一區(qū)域。本發(fā)明的實(shí)施例包含加熱或冷卻被研磨的基材的一部分，以改善研磨均勻性?？蛇m于受益自本發(fā)明的清潔模組的實(shí)施例是REFLEXION 、REFLEXION LK 與REFLEXION GT ,上述皆可從美國加州的圣大
克勞拉市(Santa Clara)的應(yīng)用材料公司(Applied Materials, Inc.)獲得。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括減少在研磨期間由中心熱-邊緣冷溫度輪廓所造成的基材上非均勻移除率。本發(fā)明的實(shí)施例也可用以解決由薄膜的不同區(qū)塊之間的壓カ差異所造成的S形狀的非均勻移除輪廓，其中薄膜在研磨期間會壓抵基材。本發(fā)明的實(shí)施例可用在諸如銅的金屬的化學(xué)機(jī)械研磨以及諸如預(yù)金屬介電層的介電層的化學(xué)機(jī)械研磨。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的基材載具頭101的概要截面?zhèn)纫晥D?；妮d具頭101大致上設(shè)以傳送基材103且在研磨期間固持基材103使基材103抵靠研磨墊(未示出)。在研磨期間，基材載具頭101設(shè)以將向下壓カ分布在基材103的背表面。基材載具頭101大致上包含殼體112，殼體112以可移動的方式耦接到基底組件114。負(fù)載腔室129形成在殼體112與基底組件114之間。殼體112的形狀為大致上圓形，并且殼體112可連接到驅(qū)動軸(未示出)以在研磨期間和驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)及/或橫掃。垂直孔121可形成穿過殼體112，以容許基體組件114的相對運(yùn)動。基底組件114包含堅(jiān)硬基底板127，平衡桿122從堅(jiān)硬基底組件127延伸且松弛地垂直滑過殼體112的垂直孔121?；捉M件114是位在殼體112下方的可垂直移 動的組件。環(huán)形滾動隔膜120將殼體112可撓地連接到堅(jiān)硬基底板127。平衡桿122與環(huán)形滾動隔膜120可容許基底組件114相對于殼體112垂直地移動。環(huán)形滾動隔膜120可彎曲，以允許基底組件114相對于殼體112樞轉(zhuǎn)，使得基材103可維持成和研磨墊的研磨表面為實(shí)質(zhì)上平行。負(fù)載腔室129是由殼體112、環(huán)形滾動隔膜120與堅(jiān)硬基底板127來界定。負(fù)載腔室129用以施加負(fù)載(諸如向下壓カ或重量)到基底組件114?；捉M件114相對于研磨墊的垂直位置也由負(fù)載腔室129來控制?；捉M件114更包含固持環(huán)111。固持環(huán)111可以是經(jīng)由適配件137被固定在堅(jiān)硬基底板127的外緣處的大致環(huán)形環(huán)。固持環(huán)111設(shè)以避免在研磨期間基材103滑動遠(yuǎn)離基材載具頭101。固持環(huán)111的底表面Illa可以是實(shí)質(zhì)上平坦的，或固持環(huán)111的底表面Illa可具有復(fù)數(shù)個(gè)通道以促進(jìn)研磨組成從固持環(huán)111外側(cè)到基材的傳送。撓性薄膜133大致上被夾持在基底組件114的堅(jiān)硬基底板127的底側(cè)上。在ー實(shí)施例中，撓性薄膜133與堅(jiān)硬基底板127可形成多個(gè)腔室，例如腔室126、180、182、184。腔室126、180、182可在撓性薄膜133與基材103的背側(cè)之間施加壓カ或產(chǎn)生真空，以嵌合基材103。在一實(shí)施例中，撓性薄膜133包含分隔件133a，分隔件133a設(shè)以可密封地耦接到接附點(diǎn)139，接附點(diǎn)139從堅(jiān)硬基底板127且從多個(gè)腔室126、180、182延伸。腔室126、180、182、184連接到流體源，并且腔室126、180、182、184可被充脹與泄縮以固定基材103、釋放基材103與施加壓カ到基材103。在一實(shí)施例中，單一通道可連接到各個(gè)腔室126、180、182、184，可經(jīng)由單一通道藉由將流體(諸如氣體或水)流動到各個(gè)腔室126、180、182、184將各個(gè)腔室充脹，且可經(jīng)由單一通道藉由使流體從各個(gè)腔室126、180、182、184流出將各個(gè)腔室泄縮。如圖2所示，各個(gè)腔室126、180、182各自經(jīng)由通道125、181、183連接到流體源。在一實(shí)施例中，腔室126、180、182、184(圖3中未示出)是以同心的方式來配置，如圖3所示。盡管描述成使基材載具頭101中具有四個(gè)同心腔室，具有更少或更多同心腔室或具有復(fù)數(shù)個(gè)以非同心圖案來配置的腔室的基材載具頭是被包含在本發(fā)明的實(shí)施例中。在一實(shí)施例中，一或多個(gè)腔室126、180、182可具有分離的流體進(jìn)入與排放通道，例如一或多個(gè)用以使流體流動到腔室內(nèi)的進(jìn)入通道以及ー或多個(gè)用以使流體從腔室排出的排放通道。在處理期間，恒定的流體流量系流動通過腔室，以提供熱交換且維持腔室中所需要的壓力。
在一實(shí)施例中，中心腔室126經(jīng)由進(jìn)入通道124與復(fù)數(shù)個(gè)排放通道125連接到溫度與壓カ控制単元187。溫度與壓カ控制単元187包含流體源185，流體源185連接到熱交換裝置186。熱交換裝置186可包含加熱器與冷卻元件。在研磨期間，流體(例如惰性氣體或水)經(jīng)由熱交換裝置186從流體源185被泵送到腔室126，其中該流體被加熱或被冷卻到期望的溫度。腔室126中經(jīng)加熱或冷卻的流體是作用成熱交換流體，以維持基材103的一部分相應(yīng)于腔室126的溫度。流動到腔室126的流體流也提供研磨制程所需要的壓カ到基材。可藉由調(diào)整朝向腔室126的流體的流速來改變此壓力。在一實(shí)施例中，如圖3所示，腔室126具有一進(jìn)入通道124與復(fù)數(shù)個(gè)排放通道125，進(jìn)入通道124設(shè)置在靠近腔室126的中心處，排放通道 125均勻地分布在腔室126的外部區(qū)域中以能夠從中心到邊緣實(shí)質(zhì)上均勻地分布流體流。為了將腔室126充脹且施加壓カ抵靠基材103，流體流(諸如空氣、氮?dú)饣蛩?經(jīng)由進(jìn)入通道124被供應(yīng)到腔室126。流體流從進(jìn)入通道124向外徑向地行進(jìn)到該復(fù)數(shù)個(gè)排放通道125且離開腔室126?？山逵删S持或調(diào)整流體的流速來維持或調(diào)整腔室126中的壓力。為了將腔室126泄縮，流體流會從進(jìn)入通道124停止，并且可主動地使用真空泵或被動地不使用真空泵將腔室126從該復(fù)數(shù)個(gè)排放通道125泄縮。在一實(shí)施例中，溫度與壓カ控制單元187設(shè)以在處理期間提供冷卻流體到基材載具頭101的中心區(qū)域中的一或多個(gè)腔室(諸如腔室126)，以冷卻基材103的中心區(qū)域?；妮d具頭101更包含邊緣加熱器116，邊緣加熱器116設(shè)置在靠近撓性薄膜133的邊緣區(qū)域處且設(shè)以在處理期間加熱基材的邊緣區(qū)域。在一實(shí)施例中，邊緣加熱器116是環(huán)形膜加熱器且接附到外腔室(諸如腔室182)中的撓性薄膜133的內(nèi)表面。邊緣加熱器116可以是任何小到足以嵌設(shè)在空間中且具有抗腐蝕性的加熱器。圖4繪示邊緣加熱器116的透視圖的ー實(shí)施例。邊緣加熱器116包含上膜116a、下膜116b與加熱構(gòu)件116c，加熱構(gòu)件116c設(shè)置在上膜116a與下膜116b之間。加熱構(gòu)件116c可以是經(jīng)蝕刻的箔或?qū)Ь€束縛的構(gòu)件。上膜116a與下膜116b可以是聚酰亞胺膜(諸如來自DuPont的K ΑΡΤ Ν )，此聚酰亞胺膜在大范圍的溫度內(nèi)維持穩(wěn)定。返回圖2，基材載具頭101更包含固持環(huán)加熱器117，固持環(huán)加熱器117設(shè)以在處理期間加熱固持環(huán)111。在一實(shí)施例中，固持環(huán)加熱器117可以是類似圖4的邊緣加熱器116的環(huán)形膜加熱器，并且固持環(huán)加熱器117設(shè)置在固持環(huán)111與適配件137之間。在另ー實(shí)施例中，固持環(huán)加熱器117可以是被嵌設(shè)在固持環(huán)111或適配件137中的加熱構(gòu)件。藉由提供冷卻給中心腔室126及/或提供加熱給邊緣腔室182和固持環(huán)111，基材載具頭101可在研磨期間有效地補(bǔ)償基材的中心區(qū)域與邊緣區(qū)域之間的溫度差異且改善均勻性?？梢苑蛛x或結(jié)合的方式使用邊緣加熱器116、固持環(huán)加熱器117與腔室126中的冷卻流體。本發(fā)明的實(shí)施例更包含用于在研磨期間圓點(diǎn)加熱研磨墊的設(shè)備與方法，以補(bǔ)償基材的中心區(qū)域與邊緣區(qū)域之間的溫度差異。圖5為根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的研磨站100的截面?zhèn)纫晥D。圖6為圖5的研磨站100的平面圖。研磨站100大致上包含可旋轉(zhuǎn)平臺151與基材載具頭101，研磨墊152被放置在可旋轉(zhuǎn)平臺151上，基材載具頭101可移動地設(shè)置在研磨墊152上方。研磨站100可以是具有基材載具頭101與平臺151的獨(dú)立裝置。研磨站100也可以設(shè)置在一系統(tǒng)上，該系統(tǒng)具有多個(gè)平臺與多個(gè)在該多個(gè)平臺之間循環(huán)的載具基材頭。大致上，可旋轉(zhuǎn)平臺151與研磨墊152大于被處理的基材103，以能致使均勻的處理及/或容許同時(shí)被處理的多個(gè)基材。例如，若基材103是8英吋(200mm)直徑的碟片，平臺151與研磨墊152的直徑可為約20英吋。若基材103是12英吋(300mm)直徑的碟片，平臺151與研磨墊152的直徑可為約30英吋。在一實(shí)施例中，平臺151是可旋轉(zhuǎn)鋁或不銹鋼板，不銹鋼驅(qū)動軸155將平臺151連接到一平臺驅(qū)動馬達(dá)(未示出)。對于大部分的研磨制程，平臺驅(qū)動馬達(dá)以約30至約200RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速度將平臺151繞著中心軸156旋轉(zhuǎn)，盡管可使用更低或更高的旋轉(zhuǎn)速度。研磨墊152具有粗糙化研磨表面152a，粗糙化研磨表面152a設(shè)以利用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)方法或電化學(xué)機(jī)械研磨(ECMP)方法來研磨基材103。在一實(shí)施例中，研磨墊152可藉由壓力敏感粘著層接附到平臺151。研磨墊152通常是可消耗的且可被更換。在ー實(shí) 施例中，平臺151可被替換成具有帶墊的研磨結(jié)構(gòu)，其中該帶墊是由CMP或ECMP材料制成。研磨站100更包含研磨組成供應(yīng)管153，研磨組成供應(yīng)管153設(shè)以提供足夠的研磨溶液(或漿料)154來覆蓋且潤濕整個(gè)研磨墊152。研磨溶液154大致上含有用于氧化物研磨的反應(yīng)試劑(例如去離子水)、用于氧化物研磨的磨蝕微粒(例如ニ氧化硅)與用于氧化物研磨的化學(xué)反應(yīng)催化劑(例如氫氧化鉀)。研磨站100可更包含墊調(diào)節(jié)器159，墊調(diào)節(jié)器159設(shè)以維持研磨墊152的狀態(tài)，以致研磨墊152能夠有效地研磨任何被壓抵研磨墊152的基材。在一實(shí)施例中，墊調(diào)節(jié)器159可包含可旋轉(zhuǎn)臂166，其中可旋轉(zhuǎn)臂166系固持住獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)器頭167與相關(guān)的沖洗盆162。研磨站100更包含圓點(diǎn)加熱器157，圓點(diǎn)加熱器157設(shè)以將熱能引導(dǎo)朝向研磨墊152上的目標(biāo)圓點(diǎn)158。當(dāng)研磨墊152繞著中心軸156旋轉(zhuǎn)吋，圓點(diǎn)加熱器157可加熱研磨墊152的帶161。在一實(shí)施例中，在研磨期間，帶161與一區(qū)域重迭，其中該區(qū)域是基材103的邊緣會接觸研磨墊152之處。在一實(shí)施例中，圓點(diǎn)加熱器157可包括輻射能來源(諸如燈163)與聚焦反射件164，聚焦反射件164設(shè)以將來自燈163的輻射能反射且聚焦到目標(biāo)圓點(diǎn)158。在處理期間，在和中心軸156相隔的距離160處，基材103的邊緣區(qū)域可接觸研磨墊152，以覆蓋該帶161。圓點(diǎn)加熱器157可定位在帶161上方的任何位置處。在一實(shí)施例中，圓點(diǎn)加熱器157設(shè)置在研磨墊152上方，以在基材載具頭101的直接上游處將熱能引導(dǎo)到目標(biāo)圓點(diǎn)158，如圖6所示。此組態(tài)可容許研磨墊152的區(qū)域在被圓點(diǎn)加熱器157加熱后，研磨墊152的區(qū)域于基材載具頭101下方立即地旋轉(zhuǎn)。圓點(diǎn)加熱器157的效率是藉由將圓點(diǎn)加熱器157定位在基材載具頭101的直接上游處來改善，這是因?yàn)楸患訜岬膮^(qū)域具有對于環(huán)境和研磨漿料的短暴露。在一實(shí)施例中，在研磨以前，研磨墊152旋轉(zhuǎn)長達(dá)ー時(shí)段時(shí)，圓點(diǎn)加熱器157可被開啟以預(yù)熱該帶161,其中該帶161在研磨期間接觸基材103的邊緣區(qū)域。在一替代性實(shí)施例中，圓點(diǎn)加熱器157也可是環(huán)形薄膜加熱器且設(shè)置在研磨墊152下方，以加熱該帶161。研磨站100可更包含控制器190。在研磨期間，控制器190可控制與調(diào)整圓點(diǎn)加熱器157、固持環(huán)加熱器117、邊緣加熱器116或溫度與壓カ控制単元187，以獲得均勻性。
在一實(shí)施例中，控制器190可耦接到溫度感應(yīng)器168 (諸如熱電偶)，該些感應(yīng)器168用來測量基材103在不同半徑處的溫度或和基材103接觸的研磨墊152的溫度?？刂破?90可根據(jù)來自該些溫度感應(yīng)器的溫度測量值而調(diào)整圓點(diǎn)加熱器157、固持環(huán)加熱器117、邊緣加熱器116或溫度與壓カ控制單元187。在一實(shí)施例中，控制器190可產(chǎn)生基材在處理期間的原位熱圖像，并且使用此基材的原位熱圖像來執(zhí)行即時(shí)溫度控制?？刂破?90也可被設(shè)定用以個(gè)別地、同時(shí)地或以各種組合來致動圓點(diǎn)加熱器157、固持環(huán)加熱器117、邊緣加熱器116、溫度與壓カ控制単元187，而達(dá)成處理目的。本發(fā)明的溫度控制機(jī)構(gòu)(諸如圓點(diǎn)加熱器157、固持環(huán)加熱器117、邊緣加熱器116及溫度與壓カ控制単元187)可提供基材或研磨墊內(nèi)的空間溫度控制。若基材、基材載具頭與研磨墊在研磨以前、在研磨期間及/或在研磨以后被致動，本發(fā)明的溫度控制機(jī)構(gòu)也可執(zhí)行基材、基材載具頭與研磨墊的過渡溫度控制。
盡管上述說明涉及本發(fā)明的實(shí)施例，可在不悖離本發(fā)明的基本范疇下設(shè)想出本發(fā)明的其他與進(jìn)ー步實(shí)施例，并且本發(fā)明的范疇是由隨附的權(quán)利要求來決定。
權(quán)利要求
1.一種基材載具頭，該基材載具頭包含 一基底板； ー撓性薄膜，該撓性薄膜耦接到該基底板，其中該撓性薄膜的一外表面提供一基材接收表面，及該撓性薄膜的一內(nèi)表面與該基底板界定復(fù)數(shù)個(gè)腔室，以提供可獨(dú)立調(diào)整的壓カ到相應(yīng)的該基材接收表面的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域；及 ー邊緣加熱器，該邊緣加熱器設(shè)置在該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的一第一腔室中，該第一腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一周圍區(qū)域，其中該復(fù)數(shù)個(gè)腔室是以同心的方式來配置，并且該第一腔室具有環(huán)形的形狀且位在該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的最外側(cè)處。
2.如權(quán)利要求I所述的基材載具頭，該基材載具頭更包含一冷卻単元，該冷卻單元連接到該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的一第二腔室，該第二腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一中心區(qū)域，其中該第二腔室具有環(huán)形的形狀且位在該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的最內(nèi)側(cè)處。
3.如權(quán)利要求2所述的基材載具頭，其中該邊緣加熱器為ー環(huán)形加熱器，并且該邊緣加熱器在該第一腔室中接附到該撓性薄膜的內(nèi)表面。
4.如權(quán)利要求3所述的基材載具頭，其中該邊緣加熱器為一膜加熱器，該膜加熱器包含 一上膜，該上膜由聚酰亞胺制成； 一下膜，該下膜由聚酰亞胺制成；及 一加熱構(gòu)件，該加熱構(gòu)件設(shè)置在該上膜與該下膜之間。
5.如權(quán)利要求3所述的基材載具頭，其中該加熱構(gòu)件為一經(jīng)蝕刻的箔。
6.如權(quán)利要求2所述的基材載具頭，其中該冷卻單元經(jīng)由ー進(jìn)入開孔與復(fù)數(shù)個(gè)排放開孔連接到該第二腔室，該進(jìn)入開孔位在靠近該第二腔室的中心處，該復(fù)數(shù)個(gè)排放開孔均勻地被分布在靠近該第二腔室的邊緣區(qū)域處。
7.如權(quán)利要求6所述的基材載具頭，其中該冷卻単元包含 一流體源，該流體源連接到該第二腔室的該進(jìn)入開孔，該流體源用以供應(yīng)一流體流到該第二腔室；及 一熱交換単元，該熱交換單元設(shè)以冷卻該流體流到一期望的溫度。
8.如權(quán)利要求6所述的基材載具頭，其中該冷卻単元包含一流體源，該流體源連接到該第二腔室的該進(jìn)入開孔，并且可藉由提供一熱交換流體的流動到該第二腔室且停止該熱交換流體的流動，使得該冷卻単元能各自充脹且泄縮該第二腔室。
9.如權(quán)利要求2所述的基材載具頭，其中該基材載具頭更包含一經(jīng)加熱的固持環(huán)組件，該經(jīng)加熱的固持環(huán)組件設(shè)置在靠近該撓性薄膜的外周圍處。
10.如權(quán)利要求9所述的基材載具頭，其中該經(jīng)加熱的固持環(huán)組件包含 一固持環(huán)，該固持環(huán)接附到該基底板 '及 ー環(huán)形膜加熱器，該環(huán)形膜加熱器設(shè)置在該固持環(huán)與該基底板之間。
11.一種用于研磨一基材的設(shè)備，該設(shè)備包含 一平臺，該平臺可繞著一中心軸旋轉(zhuǎn)； 一研磨墊，該研磨墊設(shè)置在該平臺上；及 一基材載具頭，該基材載具頭設(shè)以在處理期間固持一基材且將該基材壓抵該研磨墊，該基材載具頭包含一基底板； ー撓性薄膜，該撓性薄膜耦接到該基底板，其中該撓性薄膜的一外表面提供一基材接收表面，及該撓性薄膜的一內(nèi)表面與該基底板界定復(fù)數(shù)個(gè)腔室，以提供可獨(dú)立調(diào)整的壓カ到相應(yīng)的該基材接收表面的復(fù)數(shù)個(gè)區(qū)域；及 ー邊緣加熱器，該邊緣加熱器設(shè)置在該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的一第一腔室中，該第一腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一周圍區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該基材載具頭更包含一冷卻単元，該冷卻單元連接到該復(fù)數(shù)個(gè)腔室的一第二腔室，該第二腔室相應(yīng)于該基材接收表面的一中心區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該設(shè)備更包含一圓點(diǎn)加熱器，該圓點(diǎn)加熱器設(shè)以將熱能引導(dǎo)朝向該研磨墊上的一目標(biāo)區(qū)域，該目標(biāo)區(qū)域在研磨期間接觸該基材的一邊緣區(qū)域，其中該圓點(diǎn)加熱器包含ー加熱燈，該加熱燈設(shè)置在該研磨墊上方。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中該目標(biāo)區(qū)域是位在該基材載具頭的直接上游處。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中該基材載具頭更包含一經(jīng)加熱的固持環(huán)組件，該經(jīng) 加熱的固持環(huán)組件設(shè)置在靠近該撓性薄膜的外周圍處。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中該設(shè)備更包含ー控制器，該控制器與一或多個(gè)感應(yīng)器連接，該ー或多個(gè)感應(yīng)器設(shè)以測量該基材與該研磨墊的溫度，其中該控制器可根據(jù)該研磨墊與該基材的溫度測量值而調(diào)整該圓點(diǎn)加熱器、該經(jīng)加熱的固持環(huán)組件、該邊緣加熱器與該冷卻單兀。
全文摘要
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于改善研磨制程的均勻性的設(shè)備與方法。本發(fā)明的實(shí)施例提供加熱機(jī)構(gòu)或冷卻機(jī)構(gòu)或偏壓加熱機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)設(shè)以在研磨期間施加熱能到基材的周圍，冷卻機(jī)構(gòu)設(shè)以在研磨期間冷卻基材的中心區(qū)域，偏壓加熱機(jī)構(gòu)設(shè)以在研磨墊的給定半徑上產(chǎn)生溫度階梯差異。
文檔編號H01L21/304GK102725831SQ201180007435
公開日2012年10月10日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者D·M·庫薩, G·S·丹達(dá)瓦特, H·C·陳, S·C-C·徐 申請人:應(yīng)用材料公司