所公開的實施方式總體上涉及用于研磨基板(諸如半導體基板)的研磨系統(tǒng)。更具體地，實施方式涉及在研磨期間配置由化學機械平坦化系統(tǒng)的研磨頭供應至基板的壓力。

背景技術：

化學機械平坦化(CMP)是常用于高密度集成電路制造中的一個工藝以將沉積于基板上的材料層平坦化或研磨。通過在存在有研磨流體的同時相對于研磨墊移動基板來提供基板的含特征側與研磨墊之間的接觸，有效地施用CMP。自基板的含特征側移除材料，該基板通過化學與機械作業(yè)的組合而與研磨表面接觸。當研磨基板時，研磨頭用于將壓力施于基板。與研磨頭電機耦接的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)研磨頭。

各類型的基板通常會需要不同的壓力分布(pressure profile)以用研磨頭最佳地研磨基板。研磨頭可以包括多個可加壓區(qū)域而將不同壓力施于給定基板的不同區(qū)域上。各可加壓區(qū)域與壓力供應線路耦接。壓力供應線路通過旋轉(zhuǎn)接頭(rotary union)與驅(qū)動軸而路由(route)至研磨頭。當該工藝指定不同的壓力分布時，壓力供應線路必須時常重新路由至不同壓力源。將壓力供應線路重新路由是耗時且因而相當昂貴的。此外，研磨頭與驅(qū)動軸中的有限空間約束了能與研磨頭耦接的壓力供應線路的數(shù)量。此約束限制了可包含于研磨頭中的可加壓區(qū)域的數(shù)量，以及研磨頭可施加的壓力分布的數(shù)量。

因此，存在對于改良的研磨系統(tǒng)的需求。

技術實現(xiàn)要素：

在一個實施方式中，提供一種用于化學機械平坦化的研磨頭。該研磨頭包括殼體與柔性隔膜。柔性隔膜固定至殼體。柔性隔膜包括接觸基板的外表面以及面向殼體內(nèi)部的內(nèi)表面。多個可加壓腔室設置于殼體中且接觸柔性隔膜的內(nèi)表面。多個可加壓腔室包括至少第一可加壓腔室、第二可加壓腔室與第三可加壓腔室。設置于殼體中的第一壓力傳送通道與第一可加壓腔室耦接。設置于殼體中的第二壓力傳送通道與第三可加壓腔室耦接。設置于殼體中的第一壓力饋送線路將第一壓力傳送通道耦接至第二可加壓腔室。設置于殼體中的第二壓力饋送線路將第二壓力傳送通道耦接至第二可加壓腔室。第一手動可移動插塞與第一壓力饋送線路接合。第一手動可移動插塞可操作為在第一位置時將第一壓力傳送通道流體地耦接至第二可加壓腔室，以及在第二位置時將第一壓力傳送通道與第二可加壓腔室流體地隔離。第二手動可移動插塞與第二壓力饋送線路接合。第二手動可移動插塞可操作為在第一位置時將第二壓力傳送通道流體地耦接至第二可加壓腔室，以及在第二位置時將第二壓力傳送通道與第二可加壓腔室流體地隔離。

在另一個實施方式中，提供一種用于化學機械平坦化的研磨系統(tǒng)。研磨系統(tǒng)包括研磨組件、多個壓力源與壓力切換組件。研磨組件包括可旋轉(zhuǎn)軸、旋轉(zhuǎn)接頭(rotary union)、研磨頭與多個壓力傳送通道?？尚D(zhuǎn)軸具有第一端與第二端。旋轉(zhuǎn)接頭與可旋轉(zhuǎn)軸于靠近可旋轉(zhuǎn)軸的第一端處耦接。研磨頭與可旋轉(zhuǎn)軸的第二端耦接。研磨頭可通過軸的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。研磨頭包括殼體、接觸基板的柔性隔膜與多個可加壓腔室。柔性隔膜固定至殼體。多個可加壓腔室設置于殼體內(nèi)且各腔室接觸柔性隔膜。多個壓力傳送通道穿過軸從第一端分布至第二端并進入研磨頭。各壓力傳送通道將旋轉(zhuǎn)接頭耦接至一個可加壓腔室。壓力切換組件包括與兩個或更多個壓力源連接的輸入，以及與旋轉(zhuǎn)接頭耦接的輸出。壓力切換組件可操作為在第一狀態(tài)時將多個壓力源中的第一壓力源耦接至第一壓力傳送通道以及將多個壓力源中的第二壓力源耦接至第二壓力傳送通道。壓力切換組件進一步可操作為在第二狀態(tài)時將第二壓力源耦接至第一壓力傳送通道以及將第一壓力源耦接至第二壓力傳送通道。

在另一個實施方式中，提供一種用研磨頭研磨基板的方法。研磨頭包括：殼體；固定至殼體的柔性隔膜，該柔性隔膜包含外表面與內(nèi)表面，外表面接觸基板，內(nèi)表面面向殼體的內(nèi)部；多個可加壓腔室，該多個可加壓腔室包含兩個或更多個單壓力腔室與一或多個雙壓力腔室，該多個可加壓腔室設置于殼體中且接觸柔性隔膜的內(nèi)表面；多個壓力饋送線路，各壓力饋送線路將一個雙壓力腔室耦接至一個單壓力腔室；以及手動可移動插塞，手動可移動插塞設置于壓力饋送線路的各者中。該方法包括以下步驟：將第一基板固定至研磨頭的柔性隔膜；研磨固定于研磨頭中的第一基板；通過對研磨頭內(nèi)的多個可加壓腔室加壓而在第一基板上施加第一壓力分布；將第一基板從研磨頭移除；改變設置于研磨頭中的至少兩個插塞的位置以能夠在柔性隔膜上給予第二壓力分布；將第二基板固定至研磨頭的柔性隔膜；以及研磨固定于研磨頭中的第二基板，同時將在第二基板上施加第二壓力分布。

附圖說明

因此，為了詳細理解以上公開的實施方式的上述特征的方式，可參考以下實施方式得出以上簡要概括的更具體的描述，實施方式中的一些在附圖中繪示。然而，值得注意的是，所附附圖僅繪示了本發(fā)明的典型實施方式，并且因此不認為是對其范圍的限制而排除其他等效的實施方式。

圖1是根據(jù)一個實施方式的CMP系統(tǒng)的側面截面圖。

圖2A是根據(jù)一個實施方式的研磨頭的部分側面截面圖。

圖2B是根據(jù)一個實施方式的研磨頭中的插塞的側面截面圖。

圖2C是根據(jù)一個實施方式的研磨頭中的插塞的側面截面圖。

圖3是根據(jù)一個實施方式的工藝流程圖。

圖4是根據(jù)另一個實施方式的CMP系統(tǒng)的側面截面圖。

為便于理解，在可能的情況下，已使用相同的附圖標記代表圖標中相同的元素?？梢詷嬒氲?，一個實施方式中公開的元素可有利地用于其他實施方式中而無需贅述。

具體實施方式

所公開的實施方式總體上涉及用于例如使用CMP研磨基板(諸如半導體基板)的研磨系統(tǒng)。各類型的基板可以常指定不同的壓力分布以用研磨頭最佳地研磨基板。所公開的實施方式允許快速調(diào)整研磨期間橫跨研磨頭至基板表面施加的壓力分布，從而可以減少設備停機時間。所公開的實施方式也可以通過能夠使用額外的壓力分布來改善產(chǎn)品質(zhì)量，此額外的壓力分布可更接近匹配最適合研磨各基板的壓力分布。可經(jīng)調(diào)整而受惠于所公開實施方式的研磨頭的示范例包括TITAN HEAD^TM、TITAN CONTOUR^TM與TITAN PROFILER^TM研磨頭等，其可自加利福尼亞州圣克拉拉市的應用材料公司取得。

圖1是根據(jù)一個實施方式的CMP系統(tǒng)100的側面截面圖。研磨頭110固持基板50(以虛線表示)以接觸研磨墊175的研磨表面180。研磨墊175設置于平臺176上。平臺176通過平臺軸182而與電機184耦接。當CMP系統(tǒng)100研磨基板50時，電機184繞平臺軸182的軸186旋轉(zhuǎn)平臺176，而因此旋轉(zhuǎn)研磨墊175的研磨表面180。

研磨頭110與軸108耦接，軸108與電機102耦接，電機102進而與臂170耦接。電機102相對于臂170以線性運動(X和/或Y方向)橫向地移動研磨頭100。研磨頭110也包括致動器或電機104以相對于臂170和/或研磨墊175沿Z方向移動研磨頭110。研磨頭110也與旋轉(zhuǎn)致動器或電機106耦接，電機106繞相對于臂170的旋轉(zhuǎn)軸117旋轉(zhuǎn)研磨頭110。電機104、102與106相對于研磨墊175的研磨表面180定位和/或移動研磨頭110。電機104與106相對于研磨表面180旋轉(zhuǎn)研磨頭110并提供向下的力以促使基板50于處理期間抵靠研磨墊175的研磨表面180。

研磨頭110包括由固定環(huán)109外接的殼體112。柔性隔膜114固定至殼體112。柔性隔膜114包括接觸基板50的外表面115以及面向殼體112的內(nèi)部118的內(nèi)表面116。包括至少第一可加壓腔室121、第二可加壓腔室122與第三可加壓腔室123的多個可加壓腔室設置于殼體112中。各可加壓腔室121、122、123接觸柔性隔膜114的內(nèi)表面116并且能夠在內(nèi)表面116上施加壓力。圍繞柔性隔膜114的中心同心地布置可加壓腔室121-123。最內(nèi)部的可加壓腔室(即可加壓腔室121)接觸柔性隔膜114的內(nèi)表面116的圓形區(qū)域，而其他可加壓腔室122、123接觸柔性隔膜114的內(nèi)表面的環(huán)形區(qū)域。在其他實施方式中，可使用可加壓腔室相對于柔性隔膜114的不同的幾何布置。

第一壓力傳送通道143設置于殼體112中且與第一可加壓腔室121耦接。第二壓力傳送通道144設置于殼體112中且與第三可加壓腔室123耦接。各壓力傳送通道143、144可以與單獨的壓力源耦接，如分開地供應壓縮氣體或其他加壓流體。壓力傳送通道143、144可以通過將壓力傳送通道與通過軸108分布的壓力供應線路連接而與壓力源耦接?？蓪毫€路路由通過旋轉(zhuǎn)接頭以在軸108與殼體112旋轉(zhuǎn)時維持與壓力源的連接。

第一壓力饋送線路145設置于殼體112中且將第一壓力傳送通道143耦接至第二可加壓腔室122。第二壓力饋送線路146設置于殼體112中且將第二壓力傳送通道144耦接至第二可加壓腔室122。因此，第二可加壓腔室122可以通過經(jīng)由壓力傳送通道143或144提供的流體來加壓。

第一手動可移動插塞147可與第一壓力饋送線路145接合。第一手動可移動插塞147可操作為在第一位置時(見圖2B)將第一壓力傳送通道143流體地耦接至第二可加壓腔室122，以及在第二位置時(見圖2C)將第一壓力傳送通道143與第二可加壓腔室122流體地隔離。第二手動可移動插塞148可以與第二壓力饋送線路146接合。第二手動可移動插塞148可操作為在第一位置時(見圖2B)將第二壓力傳送通道144流體地耦接至第二可加壓腔室122，以及在第二位置時(見圖2C)將第二壓力傳送通道144與第二可加壓腔室122流體隔離。研磨頭110可以包括穿過殼體112的頂部111的一或多個開口151或穿過殼體112的側113的一或多個開口152，以能夠調(diào)整各手動可移動插塞147、148。在某些實施方式中，穿過殼體112的單獨開口(如開口151)用于各手動可移動插塞(如插塞147)，其中各開口能夠調(diào)整單獨的手動可移動插塞。在其他實施方式中，一個開口允許進出以調(diào)整多個插塞。在另一個實施方式中，各插塞的部分延伸通過殼體112而實現(xiàn)插塞的定位調(diào)整。

在以下的描述中，下標“n”代表一群組元素中的最后一個組件，其中“n”是定義的整數(shù)(如“n”＝10)或是定義的整數(shù)范圍(如“n”是介于五至十之間)。下標“i”代表一群組元素中單獨但不是特定的元素，其中“i”可以保持1至“n”之間的任何值。例如，對于一群組的十個腔室，其中全部腔室使用參考數(shù)字編號50，腔室50_i代表腔室1至腔室10之間的任何腔室以及腔室50_n代表第十個腔室。帶有下標“i”的元素沒有表示于附圖中。下標“iA”與下標“iB”分別代表與第i個元素連接或相關的第一子組件與第二子組件。例如，電機75_1A與電機75_1B可以代表與第一腔室50₁連接或相關的第一與第二電機。

圖2A是根據(jù)一個實施方式的研磨頭210的部分側面截面圖。研磨頭210可用于CMP系統(tǒng)或其他研磨系統(tǒng)中。研磨頭210包括固定環(huán)209外接的殼體212，固定環(huán)209用于將基板50固定于研磨頭210中。柔性隔膜214固定至殼體212。柔性隔膜214包括接觸基板50的外表面215與面向殼體212的內(nèi)部218的內(nèi)表面216。多個可加壓腔室220₁-220_n與230₁-230_n-1設置于殼體212中。各可加壓腔室220_i與230_i接觸柔性隔膜214的內(nèi)表面216。最內(nèi)部的可加壓腔室(即可加壓腔室220₁)可接觸柔性隔膜214的內(nèi)表面216的圓形、盤形或環(huán)形區(qū)域，而其他可加壓腔室220₂-220_n、230₁-230_n-1可與腔室220₁同心且可接觸柔性隔膜214的內(nèi)表面216的環(huán)形區(qū)域。在其他實施方式中，可使用可加壓腔室相對于柔性隔膜214的不同的幾何布置。

研磨頭210可包括相較研磨頭110更多的可加壓腔室(如可加壓室220_i與230_i)。研磨頭210包括“n”個單壓力腔室220_i。在某些實施方式中，n是介于二至二十間的整數(shù)。在其他實施方式中，n可包括不同范圍的整數(shù)。各單壓力腔室220_i耦接至單獨的壓力傳送通道240_i。各壓力傳送通道240_i可從研磨頭210路由出并至研磨頭軸208上而到達單獨的壓力源，單獨的壓力源如上所述可以是壓縮空氣或其他加壓流體的供應。在某些實施方式中，壓力傳送通道與研磨頭210或軸208中的另一個線路或通道耦接，并且其他線路或通道接著耦接至壓力源。所示各壓力傳送通道240_i終止于研磨頭內(nèi)以維持圖示清楚，但各個壓力傳送通道240_i具有用于將通過軸208分布的另一個線路或通道的至少一連接。研磨頭210也包括“n-1”個雙壓力腔室230i，其中“n”再度是介于二至二十之間的整數(shù)。各雙壓力腔室230_i通過兩個單獨的壓力饋送線路250_i(A,B)而分別與兩個壓力傳送通道240_i,240_i+1耦接。

手動可移動插塞260_i(A,B)可與各壓力饋送線路250_i(A,B)接合。各手動可移動插塞260_i(A)可以設定至打開的第一位置(見圖2B)以將雙壓力腔室230_i流體地耦接至壓力傳送通道240_i，或各手動可移動插塞260_i(A)可設定至關閉的第二位置262(見圖2C)以將雙壓力腔室230_i與壓力傳送通道240_i流體地隔離。各手動可移動插塞260_i(B)可以設定至打開的第一位置261(見圖2B)以將雙壓力腔室230_i流體地耦接至壓力傳送通道240_i+1，或各手動可移動插塞260_i(B)可設定至關閉的第二位置262(見圖2C)以將雙壓力腔室230_i與壓力傳送通道240_i+1流體地隔離。研磨頭210可包括穿過殼體頂部211或側213的開口280_i(A,B)而能夠調(diào)整各手動可移動插塞260_i(A,B)。僅兩個開口280_2A與280_2B顯示于附圖中以維持清楚，但是可以有用于各插塞260_i(A,B)的單獨的開口。在某些實施方式中，可以有用于超過一個插塞的一個開口或用于全部插塞的一個開口。在某些實施方式中，當插塞的位置沒有改變時，開口可以關閉或密封。

在某些實施方式中，雙壓力腔室230_i鄰近于各單壓力腔室220_i。在這些實施方式中的某些實施方式中，除了在殼體212中心與周邊的單壓力腔室外，如單壓力腔室220₁與220_n，雙壓力腔室230_i鄰近于在各單壓力腔室220_i的其中一側上的各單壓力腔室220_i。在其他實施方式中，可以有彼此相鄰的多個單壓力腔室220_i。在其他實施方式中，可以有彼此相鄰的多個雙壓力腔室230_i。

圖2B與2C是根據(jù)一個實施方式的圖2A分別在打開與關閉位置中的插塞260_1A的放大截面圖。圖1的研磨頭110中的插塞147、148以及研磨頭210中的剩余插塞260_i(A,B)可以是與插塞260_1A相同的或具有與插塞260_1A相似的特征。插塞260_1A包括具有螺紋266的緊固件264而與螺紋連接部268接合。插塞260_1A也包括密封構件265以產(chǎn)生壓力傳送通道240₁與壓力饋送線路250_1A間的密封，壓力饋送線路250_1A為饋送雙壓力腔室230₁的兩個壓力饋送線路250_1(A,B)中的一個。一或多個其他密封構件(未示出)也可被包括在插塞260_1A中，使得壓力傳送通道240₁或壓力饋送線路250_1A中的加壓流體不在插塞260_1A附近泄漏。

圖2B繪示在打開的第一位置261的插塞260_1A。在打開的第一位置261中，從壓力傳送通道240₁移除密封構件265且來自壓力源的流體可以于緊固件264的部件附近流動而保留在壓力傳送通道240₁中以加壓雙壓力腔室2301。圖2C繪示在關閉的第二位置262的插塞260_1A。在關閉的第二位置262中，將密封構件265放置在壓力傳送通道240₁中以密封地阻隔壓力傳送通道240₁中的加壓的流體以免到達雙壓力腔室230₁。

螺紋連接部268可以是研磨頭殼體或研磨頭殼體中或上的其他組件的部分。嚙合插塞260_1A的螺紋連接部268示于圖2B與2C中的壓力傳送通道240₁之下，但螺紋連接部268于不同實施方式中可置放于其他位置。在具有螺紋構件的插塞的一個實施方式中，螺紋構件可與位于壓力傳送通道上的螺紋連接部接合，且與緊固件的端部連接的密封柱塞可向下延伸通過壓力傳送通道以當插塞關閉時阻隔加壓的流體。于壓力傳送通道上方具有螺紋連接部可允許插塞完全自壓力傳送通道移除，使得當插塞在打開位置時流體流動沒有阻礙。在某些實施方式中，整個插塞260₁位于研磨頭殼體內(nèi)。在其他實施方式中，插塞的部分可以延伸通過研磨頭殼體。

使用插塞(如插塞260_1A)提供諸多優(yōu)點。因為插塞260_1A只包括很少組件(如緊固件264與密封構件265)，所以插塞260_1A具有只占了研磨頭空間的一小部分的小占地面積(footprint)。該小占地面積允許多個插塞與其他控制特征被置放于研磨頭內(nèi)。另一方面，在研磨頭內(nèi)存有的有限空間中，可能沒有足夠的空間用于更大的流體控制或電子裝置。再者，可以通過使用常用的手動工具(如螺絲起子或內(nèi)六角板手)來快速且相對容易地完成插塞位置的改變。以手動操作改變插塞的位置移除如果于研磨頭中使用各腔室內(nèi)壓力的任何自動或電子控制將需要的任何額外組件或配線的需求。最后，如螺紋固定件與密封構件的組件是相對便宜且因此幾乎不增加研磨頭的總體材料成本。

參考圖2A-2C與圖3，描述一種用于用研磨頭研磨基板的方法300。雖然該方法結合圖2A-2C的系統(tǒng)而描述，但是發(fā)明所屬領域具有通常知識者將了解經(jīng)配置而依任何順序執(zhí)行該等方法步驟的任何適當調(diào)整的研磨頭是在所公開的實施方式的范圍內(nèi)?？稍谘心ヮ^210上執(zhí)行方法300。

在框302，第一基板(如基板50)固定于研磨頭210的柔性隔膜214。在框304，研磨固定于研磨頭210中的第一基板。在框306，通過對研磨頭210內(nèi)的多個可加壓腔室220₁-220_n與230₁-230_n-1加壓而將第一壓力分布施加在第一基板上，同時研磨基板。在框308，從研磨頭210移除第一基板。

在框310，改變設置于研磨頭中的至少兩個插塞260_i(A,B)的位置能夠在柔性隔膜214上給予第二壓力分布。例如，為了將第一壓力分布改變?yōu)榈诙毫Ψ植?，插?60_1A可自打開的第一位置261改變至關閉的第二位置262，以及插頭260_1B可自關閉的第二位置262改變至打開的第一位置261。在第一壓力分布中，雙壓力腔室230₁中的壓力匹配單壓力腔室220₁中的壓力，以及在第二壓力分布中，雙壓力腔室230₁中的壓力匹配單壓力腔室220₂中的壓力。當切換壓力分布時，兩個、更多個或全部插塞260_i(A,B)的位置可被改變。壓力分布可具有從正在處理的基板的中心至邊緣的增加或減少的壓力。對于某些壓力分布，壓力可在自基板中心至邊緣的增加與減少的壓力之間交替。

可通過插入工具(如螺絲起子)通過殼體212的頂部211或側213中的一或多個開口280_i(A,B)來改變插塞260_i(A,B)的位置。開口280_i(A,B)中的至少一個可以與第一插塞260_1A對準。改變第一插塞260_1A的位置可以進一步包括旋轉(zhuǎn)工具以將第一插塞260_1A自打開的第一位置261移動至關閉的第二位置262。打開的第一位置261可操作為將第一雙壓力腔室230₁流體地耦接至第一單壓力腔室220₁，以及關閉的第二位置261可操作為將第一雙壓力腔室230₁與第一單壓力腔室220₁流體隔離。改變剩下的插塞260_i(A,B)的位置可以具有與改變插塞260_1A位置相同或相似的功能。

在框312，第二基板固定至研磨頭210的柔性隔膜214。在框314，研磨固定于研磨頭210中的第二基板，同時在第二基板上施加第二壓力分布。

圖4是根據(jù)另一個實施方式的CMP系統(tǒng)400的側面截面圖。CMP系統(tǒng)400與具有諸多相同特征與組件的CMP系統(tǒng)100相同。CMP系統(tǒng)400沒有包括任何雙壓力腔室，如CMP系統(tǒng)100的第二可加壓腔室122。CMP系統(tǒng)400也沒有包括任何內(nèi)部插塞，如CMP系統(tǒng)100的插塞147、148。

CMP系統(tǒng)400包括研磨組件401。研磨組件401可以包括研磨頭410與研磨墊475。研磨頭410固持基板50(以虛線表示)以接觸研磨墊475的研磨表面480。研磨墊475設置于平臺476上。平臺476通過平臺軸482而與電機484耦接。當CMP系統(tǒng)400研磨基板50時，電機484繞平臺軸482的軸旋轉(zhuǎn)平臺476，而因此旋轉(zhuǎn)研磨墊475的研磨表面480。

研磨墊410包括固定環(huán)409外接的殼體413。柔性隔膜414固定至殼體413。柔性隔膜414包括接觸基板50的外表面415以及面向殼體413內(nèi)部418的內(nèi)表面416。多個可加壓腔室421、422、423設置于殼體413中。各可加壓腔室421、422、423接觸柔性隔膜414的內(nèi)表面416。多個可加壓腔室至少包括第一可加壓腔室421、第二可加壓腔室422與第三可加壓腔室423。在柔性隔膜414的中心線附近同心地布置可加壓腔室421-423。最內(nèi)部的可加壓腔室(即可加壓腔室421)接觸柔性隔膜414的內(nèi)表面416的圓形區(qū)域，而其他可加壓腔室422、423接觸柔性隔膜414的內(nèi)表面416的環(huán)形區(qū)域。在其他實施方式中，可使用可加壓腔室相對于柔性隔膜414的不同的幾何布置。

研磨組件401進一步包括旋轉(zhuǎn)接頭405與具有第一端411及第二端412的旋轉(zhuǎn)軸408。旋轉(zhuǎn)接頭405與旋轉(zhuǎn)軸408于靠近旋轉(zhuǎn)軸408的第一端411處耦接。旋轉(zhuǎn)接頭405準許流體流動以在軸408旋轉(zhuǎn)時對可加壓腔室421-423加壓。研磨頭410與旋轉(zhuǎn)軸408的第二端412耦接。研磨頭410可通過軸408的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)致動器或電機406與旋轉(zhuǎn)軸408于靠近第一端411處耦接。電機406繞相對于研磨墊475的研磨表面480的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)研磨頭410。多個壓力傳送通道451-453穿過旋轉(zhuǎn)軸408從第一端411分布至第二端412并進入研磨頭410。各壓力傳送通道451-453將旋轉(zhuǎn)接頭405耦接至可加壓腔室421-423中的一個。在某些實施方式中，研磨組件401可包括三個至十個之間的可加壓腔室以及三個至十個之間的壓力傳送通道，但其他實施方式可包括少至兩個或大于十個可加壓腔室或壓力傳送通道。

靠近旋轉(zhuǎn)軸408的第一端411，軸408也與電機402耦接，電機進而耦接至臂470。電機402相對于臂470以線性運動(X和/或Y方向)側向移動研磨頭410。研磨組件401也包括致動器或電機404以相對于臂470和/或研磨墊475沿Z方向移動研磨頭410。電機404、402與406相對于研磨墊475的研磨表面480定位和/或移動研磨頭410。電機404與406相對于研磨表面480旋轉(zhuǎn)研磨頭410，并提供向下的力以促使基板50于處理期間抵靠研磨墊475的研磨表面480。

CMP系統(tǒng)400也包括三個壓力源441、442與443。各壓力源441-443可以提供不同壓力給研磨頭410的可加壓腔室421-423。CMP系統(tǒng)400包括三個壓力源441-443，但其他實施方式可包括兩個壓力源或大于三個壓力源。在一個實施方式中，壓力源441-443包括壓縮的空氣，但可使用其他的加壓流體。

CMP系統(tǒng)400也包括壓力切換組件460。壓力切換組件460可操作為切換施于研磨頭410中的可加壓腔室421-423的壓力。壓力切換組件包括與多個壓力源441-443耦接的輸入471、472、473以及分別通過旋轉(zhuǎn)接頭405與壓力傳送通道451、452、452耦接的輸出461、462、463。在某些實施方式中，對于各可加壓腔室421-423，有從壓力切換組件460至旋轉(zhuǎn)接頭405的輸出線路(如輸出461)。壓力切換組件460包括九個閥451₁-451₃、452₁-452₃與453₁-453₃。各群組的閥(如閥451₁-451₃)可以用于將壓力源441-443的任何一個耦接至壓力傳送通道中的一個(如壓力傳送通道451)以及最后耦接至可加壓腔室中的一個(如可加壓腔室421)。在一個實施方式中，該組閥包括一數(shù)量的閥，閥的數(shù)量等于壓力源的數(shù)量乘以可加壓腔室的數(shù)量的乘積，以能夠使各壓力源被應用至各可加壓腔室以及各可加壓腔室可用不同壓力源加壓。在某些實施方式中，可有比壓力源更多的可加壓腔室或可有比可加壓腔室更多的壓力源。

當壓力切換組件460可操作為在第一狀態(tài)時將多個壓力源441-443中的第一壓力源441耦接至第一壓力傳送通道451以及將多個壓力源441-443中的第二壓力源442耦接至第二壓力傳送通道452。第一狀態(tài)可由正打開的閥451₁與452₂以及正關閉的閥451₂、451₃與452₁、452₃表示。壓力切換組件460還可操作為在第二狀態(tài)時將第二壓力源442耦接至第一壓力傳送通道451以及將第一壓力源441耦接至第二壓力傳送通道452。第二狀態(tài)可由正打開的閥451₂與452₁以及正關閉的閥451₁、451₃與452₂、452₃表示。

在一個實施方式中，壓力切換組件包括與控制器490耦接的一組自動閥以允許閥的電子控制。控制器490可基于正研磨的基板的類型而自動切換閥的位置。

本說明書所述的CMP實施方式說明橫跨研磨頭的不同區(qū)域所施的壓力分布如何可以被快速調(diào)整，從而減少設備的停機時間并增加可以用給定研磨頭處理的基板類型。參照圖2A，研磨頭210通過允許快速切換施于雙壓力腔室230_i的壓力而減少停機時間，通過改變與腔室耦接的通道中的插塞260i(A,B)的位置來快速切換施于雙壓力腔室230_i的壓力。參照圖4，CMP系統(tǒng)400通過允許通過使用壓力切換組件460來快速切換施于壓力傳送通道451-453中的一或多個的壓力而減少停機時間。

研磨頭110與210也可通過允許探索額外的壓力分布而改善產(chǎn)品質(zhì)量。如以上所述，研磨頭與可旋轉(zhuǎn)軸中的受限空間在可以與研磨頭耦接的壓力傳送通道的數(shù)量上設了約束。該約束限制了當各可加壓腔室只與一個壓力傳送通道耦接時，可以包含于研磨頭中的可加壓區(qū)域的數(shù)量。研磨頭110與210中的雙壓力腔室各自通過兩個壓力饋送線路而與兩個壓力傳送通道耦接，兩個壓力饋送線路允許壓力供應至各雙壓力腔室而于兩個壓力源間快速切換，而不需加任何額外的通道或供應線路至可旋轉(zhuǎn)軸。各雙壓力腔室允許于兩個鄰近的單壓力腔室間探索額外的壓力分布。此外，一個研磨頭中的多個雙壓力腔室的添加能產(chǎn)生的組合允許于跨基板的表面探索甚至更多的壓力分布。在更多的壓力分布可用的情況下，可以有更客制化的分布符合各基板，而改善產(chǎn)品質(zhì)量。

壓力切換組件460也允許研磨頭中的壓力快速切換而不需加入任何移動或電子組件于研磨頭中。將壓力切換組件放置于研磨頭外也允許更簡單的維護與服務，因為沒有如當壓力切換裝置置于研磨頭內(nèi)時與受限空間相關的問題。壓力切換組件使壓力能夠供應至研磨頭中的不同可加壓腔室以作遠程調(diào)整，甚至是在研磨期間。此外，將壓力切換組件保持遠離研磨頭允許調(diào)整壓力而不需與研磨頭有任何接觸，從而減少損害研磨頭或引入任何污染進研磨頭的風險。

雖然前面所述針對特定實施方式，但可在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下設計出其他與進一步的實施方式，并且本發(fā)明的范圍由所附權利要求書確定。