本公開的實(shí)施例總體上涉及研磨基板(諸如半導(dǎo)體基板)的方法與裝置。更具體而言，涉及用于在電子設(shè)備制造工藝中研磨基板的邊緣的方法與裝置。

背景技術(shù)：

化學(xué)機(jī)械研磨是常用于高密度集成電路的制造的工藝，該工藝用以通過在研磨流體存在的情況下移動(dòng)與研磨墊接觸的基板的特征側(cè)(即，基板的沉積物接收表面)來平坦化或研磨經(jīng)沉積于基板上的材料的層。在典型的研磨工藝中，基板經(jīng)固定于承載頭中，該承載頭朝向研磨墊推進(jìn)或按壓基板的背側(cè)。通過化學(xué)和機(jī)械活動(dòng)的組合，從與研磨墊接觸的基板的特征側(cè)移除材料。

承載頭可含有多個(gè)單獨(dú)控制的壓力區(qū)域，該等單獨(dú)控制的壓力區(qū)域?qū)宓牟煌瑓^(qū)域施加差壓(differential pressure)。例如，若與在基板中心處期望的材料移除相比，于基板的外周邊緣處期望的材料移除較高，則可使用承載頭對(duì)基板的外周邊緣施加較多壓力。然而，基板的剛度(stiffness)傾向于重新分配承載頭所施加于基板的壓力，以使得對(duì)基板所施加的壓力可能被分散或被平滑化。該平滑化效應(yīng)使得局部壓力施加(用于局部材料移除)十分困難，雖然不是不可能。再者，基板可能于處理期間變成非平坦的，且當(dāng)基板于常規(guī)系統(tǒng)中被研磨時(shí)，基板上的特定區(qū)域可能經(jīng)受材料的過度移除或移除不足，此可歸因于基板質(zhì)量、研磨控制的精準(zhǔn)度、或其他因素，這些因素的各者可能損害基板上的器件的部分而降低良率。

因此，需要一種有助于從基板的局部區(qū)域移除材料的方法與裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施例總體上涉及研磨基板(諸如半導(dǎo)體基板)的方法與裝置。于一實(shí)施例中，提供一種研磨設(shè)備。該研磨設(shè)備包括外殼、耦接至該外殼的柔性底座、以及設(shè)置在該柔性底座的第一側(cè)上的接觸區(qū)域，其中該柔性底座基于該外殼與該柔性底座的第二側(cè)內(nèi)所含有的壓力而膨脹和收縮，以便在該第一側(cè)上形成接觸面積，該接觸面積小于該柔性底座的表面面積。

于另一實(shí)施例中，提供一種研磨模塊。該研磨模塊包括具有基板接收表面與周界的卡盤，以及定位在該卡盤的該周界附近的研磨墊，該研磨墊包含定位在柔性底座的中心附近的接觸區(qū)域，其中通過對(duì)該柔性底座的背側(cè)施加壓力，該研磨墊是可膨脹的。

于另一實(shí)施例中，提供一種研磨基板的方法。該方法包括推壓設(shè)置在外殼上的研磨墊抵靠基板的表面，該研磨墊設(shè)置在柔性底座上；以及通過調(diào)整對(duì)該柔性底座的背側(cè)的壓力來調(diào)整該研磨墊的接觸面積，其中該接觸面積小于該柔性底座的表面面積。

附圖說明

因此，為了詳細(xì)理解本公開的上述特征的方式，可參考實(shí)施例得出以上簡(jiǎn)要概括的本公開的更具體的描述，實(shí)施例中的一些在附圖中繪示。然而，應(yīng)注意的是，所附附圖僅繪示了本公開的典型實(shí)施例，并且因此不認(rèn)為是對(duì)其范圍的限制，因?yàn)楸竟_允許其他等效的實(shí)施例。

圖1A是處理站的一個(gè)實(shí)施例的部分截面圖。

圖1B是研磨模塊的一個(gè)實(shí)施例的示意截面圖。

圖2A是研磨模塊的另一實(shí)施例的側(cè)面剖面圖。

圖2B是圖2A所示的研磨模塊的等距俯視圖。

圖3是研磨頭的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖面圖。

圖4是研磨頭的另一實(shí)施例的側(cè)面剖面圖。

圖5A及圖5B是示出研磨墊的不同實(shí)施例的俯視圖。

圖6是沿圖5A的線6-6的研磨墊的部分的等距剖面圖。

為促進(jìn)理解，于可能處已使用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)志附圖中共有的相同元素。構(gòu)想到，一個(gè)實(shí)施例中所公開的元素可有利地被利用于其他實(shí)施例中而無需特定的描述。

具體實(shí)施方式

本公開的實(shí)施例提供研磨系統(tǒng)以及結(jié)合研磨系統(tǒng)的用來研磨基板的研磨模塊。如本文所述的研磨模塊的實(shí)施例在徑向速率控制以及角向(theta(Θ)direction)速率控制上提供精細(xì)分辨率(例如，小于約3厘米(mm))。本公開的方面包括具有局部區(qū)域中的受限的凹陷(dishing)和/或侵蝕(erosion)的改良的局部研磨控制。

圖1A是處理站100的一個(gè)實(shí)施例的部分截面圖，處理站100配置為執(zhí)行研磨工藝，諸如化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)工藝或電化學(xué)機(jī)械研磨(ECMP)工藝。圖1B是研磨模塊101的一個(gè)實(shí)施例的示意截面圖，當(dāng)該研磨模塊101與處理站100結(jié)合使用時(shí)，這構(gòu)成研磨系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。處理站100可被用于執(zhí)行全局CMP工藝，例如，用以研磨基板102的主要側(cè)的整個(gè)表面。當(dāng)使用處理站100未充分地研磨基板102的局部區(qū)域(諸如基板102的外周邊緣)時(shí)，研磨模塊101可被用以研磨該局部范圍。研磨模塊101可被用于在由處理站100執(zhí)行的全局CMP工藝之前或之后研磨基板102的邊緣或其他局部區(qū)域。處理站100和研磨模塊101的各者可以是獨(dú)立式單元或較大的處理系統(tǒng)的部分?？山?jīng)適配成利用處理站100和研磨模塊101中的一者或兩者的較大的處理系統(tǒng)的示例包括可從加利福尼亞州圣克拉拉市的應(yīng)用材料公司得到的LK、MIRRA研磨系統(tǒng)、以及其他的研磨系統(tǒng)，還有可從其他制造商得到的研磨系統(tǒng)。

處理站100包括可旋轉(zhuǎn)地支撐于底座110上的平臺(tái)105。平臺(tái)105可操作地耦接至驅(qū)動(dòng)電機(jī)115，驅(qū)動(dòng)電機(jī)115經(jīng)適配成繞旋轉(zhuǎn)軸A來旋轉(zhuǎn)平臺(tái)105。平臺(tái)105支撐由研磨材料122制成的研磨墊120。于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊120的研磨材料122為可商業(yè)取得的墊材料，諸如典型地使用于CMP工藝中的基于聚合物的墊材料。聚合物材料可以是聚胺甲酸酯、聚碳酸酯、氟基聚合物、聚四氟乙烯(PTFE)、聚苯硫(PPS)、或上述各項(xiàng)的組合。研磨材料122可進(jìn)一步包含開孔型(open cell)或閉孔型(closed cell)發(fā)泡聚合物、彈性體、氈(felt)、浸漬的氈、塑料、以及與處理的化學(xué)性質(zhì)兼容的類似材料。于另一實(shí)施例中，研磨材料122是用多孔的涂料所浸漬的氈材料。于其他實(shí)施例中，研磨材料122包括至少部分導(dǎo)電的材料。

承載頭130設(shè)置于研磨墊120的處理表面125上方。承載頭130固定基板102且在處理期間朝向研磨墊120的處理表面125(沿Z軸)可控制地推壓基板102。承載頭130含有分區(qū)的壓力控制設(shè)備，該壓力控制設(shè)備經(jīng)圖示為外區(qū)壓力施加器138A與內(nèi)區(qū)壓力施加器138B(兩者均以偽像方式圖示)。外區(qū)壓力施加器138A與內(nèi)區(qū)壓力施加器138B于研磨期間對(duì)基板102的背側(cè)施加可變的壓力。外區(qū)壓力施加器138A與內(nèi)區(qū)壓力施加器138B可經(jīng)調(diào)整以對(duì)基板102的邊緣區(qū)域提供較基板102中心區(qū)域相比更大的壓力，且反之亦然。因此，外區(qū)壓力施加器138A與內(nèi)區(qū)壓力施加器138B用以調(diào)諧研磨工藝。

承載頭130安裝至支撐件140，該支撐件140支撐承載頭130且有助于承載頭130相對(duì)于研磨墊120的移動(dòng)。支撐件140可以以在研磨墊120上方懸吊承載頭130的方式耦接至底座110或安裝于處理站100上方。于一個(gè)實(shí)施例中，支撐件140安裝于處理站100上方的旋轉(zhuǎn)式傳送帶、直線軌道或圓形軌道。承載頭130耦接至驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)145，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)145提供承載頭130繞旋轉(zhuǎn)軸B的至少旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)145可附加地配置為相對(duì)于研磨墊120橫向地(X和/或Y軸)沿支撐件140移動(dòng)承載頭130。于一個(gè)實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)145除橫向移動(dòng)外還相對(duì)于研磨墊120豎直地(Z軸)移動(dòng)承載頭130。例如，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)145除提供基板102相對(duì)于研磨墊120的旋轉(zhuǎn)和/或橫向移動(dòng)外還可被利用以朝向研磨墊120移動(dòng)基板102。承載頭130的橫向移動(dòng)可以是線性或弧形或掃掠運(yùn)動(dòng)。

調(diào)節(jié)設(shè)備150與流體施加器155示為定位于研磨墊120的處理表面125上方。調(diào)節(jié)設(shè)備150耦接至底座110且包括致動(dòng)器185，該致動(dòng)器185可經(jīng)適配成相對(duì)于研磨墊120和/或底座110沿一個(gè)或更多個(gè)線性方向來旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)設(shè)備150或移動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備150。流體施加器155包括經(jīng)適配成將研磨流體供應(yīng)至研磨墊120的一部分的一個(gè)或更多個(gè)噴嘴160。流體施加器155可旋轉(zhuǎn)地耦接至底座110。于一個(gè)實(shí)施例中，流體施加器155適配成繞旋轉(zhuǎn)軸C旋轉(zhuǎn)且提供朝向處理表面125引導(dǎo)的研磨流體。研磨流體可以是化學(xué)溶液、水、研磨化合物、清洗溶液、或它們的組合。

圖1B是研磨模塊101的一個(gè)實(shí)施例的示意截面圖。研磨模塊101包括支撐卡盤167的底座165，卡盤167可旋轉(zhuǎn)地于該卡盤167上支撐基板102?？ūP167于一個(gè)實(shí)施例中可以是真空卡盤。卡盤167耦接至驅(qū)動(dòng)設(shè)備168，該驅(qū)動(dòng)設(shè)備168可以是提供卡盤167繞軸E的至少旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的電機(jī)或致動(dòng)器。

基板102是以“面朝上”定向設(shè)置于卡盤167上，使得基板102的特征側(cè)面對(duì)研磨墊170。研磨墊170用以研磨基板102的外周邊緣或基板102的其他區(qū)域。于研磨模塊101上的基板102的研磨可于基板102在圖1A的處理站100中的研磨之前或之后進(jìn)行。研磨墊170可包含可商業(yè)購得的墊材料，諸如典型地用于CMP工藝中的基于化合物的墊材料、或其他合適的研磨墊或研磨材料。研磨墊170耦接至支撐臂172，該支撐臂172相對(duì)于基板102移動(dòng)該墊。支撐臂172可耦接至致動(dòng)器174，該致動(dòng)器174豎直地(Z方向)移動(dòng)支撐臂172(以及安裝于支撐臂172上的研磨墊170)，該致動(dòng)器174也相對(duì)于基板102和/或卡盤167橫向地(X和/或Y方向)移動(dòng)支撐臂172。致動(dòng)器174也可被利用來相對(duì)于基板102和/或卡盤167以掃掠運(yùn)動(dòng)、軌道運(yùn)動(dòng)、或圓形運(yùn)動(dòng)來移動(dòng)支撐臂172(以及安裝于支撐臂172上的研磨墊170)。

研磨墊170可包含為環(huán)形的單一墊。研磨墊170可包括經(jīng)尺寸設(shè)定為實(shí)質(zhì)上匹配基板102的半徑的半徑。例如，若基板102的半徑是150mm，則環(huán)形研磨墊可包括約120mm至約150mm的內(nèi)半徑以及約121mm至約155mm的外半徑。于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊170的半徑是基于基板102的在期望修正之處(即，當(dāng)在處理站100上研磨時(shí)研磨分辨率不是最佳的(多個(gè))區(qū)域)的半徑來確定的。于一些實(shí)施例中，研磨墊170可于研磨墊170的中心線包括約145mm的半徑。于一些實(shí)施例中，內(nèi)半徑與外半徑可以實(shí)質(zhì)上相等。

于圖1B所示的實(shí)施例中，研磨墊170可包括具有如上所述的半徑的離散弧段。于其他實(shí)施例中，研磨墊170可包括多個(gè)弧形段，諸如經(jīng)設(shè)置于支撐臂172上的新月形和/或多個(gè)離散形狀的墊材料。于一些實(shí)施例中，研磨墊170包含膜狀物研磨墊，該膜狀物研磨墊包括可變壓力體積162。可變壓力體積162可以是由研磨墊170的研磨材料在至少一側(cè)上界定的空隙?？勺儔毫w積162與流體源178流體地連通。流體源178可包括經(jīng)提供給可變壓力體積162的空氣或其他氣體。該空氣或其他氣體可對(duì)可變空氣體積162加壓以便膨脹研磨墊170。研磨墊170的膨脹計(jì)量(即，所施加的壓力)可基于期望的撓曲性質(zhì)或研磨墊170抵靠該基板的順應(yīng)性(compliance)來選擇。于一個(gè)實(shí)施例中，可變壓力體積162可經(jīng)加壓至約0.1磅每平方英寸(psi)至約10psi。

研磨模塊101也包括流體施加器176以提供研磨流體至基板102的表面。流體施加器176可包括噴嘴(未示出)且配置為類似于圖1A中所述的流體施加器155。流體施加器176適配成繞軸F旋轉(zhuǎn)且可提供與流體施加器155相同的研磨流體。底座165可用作從流體施加器176收集研磨流體的池。

圖2A是研磨模塊200的另一實(shí)施例的側(cè)面剖面圖，該研磨模塊200可經(jīng)獨(dú)立使用或配合圖1A的處理站100使用。圖2B是圖2A所示的研磨模塊200的等距俯視圖。研磨模塊200包括卡盤167，該卡盤167于此實(shí)施例中耦接至真空源?？ūP167包括基板接收表面205，該基板接收表面205包括與該真空源連通的多個(gè)開口(未示出)，使得設(shè)置于基板接收表面205上的基板(于圖1B中示出)可固定于基板接收表面205上?？ūP167也包括驅(qū)動(dòng)設(shè)備168，該驅(qū)動(dòng)設(shè)備168旋轉(zhuǎn)卡盤167。流體施加器176也被示出且包括用以將研磨流體遞送至卡盤167的噴嘴210。度量設(shè)備215(于圖2B中示出)也可耦接至底座165。度量設(shè)備215可用以通過測(cè)量于基板(未示出)上正在被研磨的金屬或電介質(zhì)膜的剩余厚度來提供研磨進(jìn)展的原位度量(in-situ metric)。度量設(shè)備215可以是渦電流傳感器、光學(xué)傳感器、或可用以確定金屬或電介質(zhì)膜厚度的其他感測(cè)設(shè)備。用于異地(ex-situ)度量反饋的其他方法包括預(yù)確定參數(shù)(諸如晶片上的沉積物的厚/薄區(qū)域的位置)、用于卡盤167和/或研磨墊170的運(yùn)動(dòng)配方、研磨時(shí)間、以及將使用的下壓力。異地(ex-situ)反饋也可以用以確定經(jīng)研磨的膜的最終輪廓。原位度量法可用以通過監(jiān)測(cè)由異地(ex-situ)度量法確定的參數(shù)的進(jìn)展來優(yōu)化研磨。

支撐臂172由致動(dòng)器組件220可移動(dòng)地安裝于底座165上。致動(dòng)器組件220包括第一致動(dòng)器225A與第二致動(dòng)器225B。第一致動(dòng)器225A可用以豎直地(Z方向)移動(dòng)支撐臂172且第二致動(dòng)器225B可用以橫向地(X方向、Y方向、或它們的組合)移動(dòng)支撐臂172。第一致動(dòng)器225A也可用以提供朝向基板(未示出)推壓研磨墊170的可控制的下壓力。雖然于圖2A和圖2B中示出僅一個(gè)具有研磨墊170于上的支撐臂172，研磨模塊200不限于單一支撐臂172。研磨模塊200可包括卡盤167的周長所能允許、且流體施加器176與度量設(shè)備215有充足空間允許量所能允許、以及用于支撐臂172(以及安裝于支撐臂172上的研磨墊170)的掃掠移動(dòng)的空間所能允許的任何數(shù)目的支撐臂172。

致動(dòng)器組件220可包含線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)227，線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)227可以是耦接至第二致動(dòng)器225B的滑動(dòng)機(jī)構(gòu)或滾珠螺桿。相似地，第一致動(dòng)器225A的各者可包含豎直地移動(dòng)支撐臂172的線性滑動(dòng)機(jī)構(gòu)、滾珠螺桿、或圓柱狀滑動(dòng)機(jī)構(gòu)。致動(dòng)器組件220也包括耦接于第一致動(dòng)器225A與線性移動(dòng)機(jī)構(gòu)227之間的支撐臂235。支撐臂235可由第二致動(dòng)器225B來致動(dòng)。因此，支撐臂172(以及安裝于支撐臂172上的研磨墊170)的橫向移動(dòng)可包括以同步化的方式在基板(未示出)上的徑向掃掠。動(dòng)態(tài)密封件240可繞支撐軸242設(shè)置，該支撐軸242可以是第一致動(dòng)器225A的一部分。動(dòng)態(tài)密封件240可以是耦接在支撐軸242與底座165之間的迷宮式密封件(labyrinth seal)。

支撐軸242設(shè)置于經(jīng)形成在底座165中的開口244。開口244可以是基于由致動(dòng)器組件220所提供的移動(dòng)來允許支撐臂172的橫向移動(dòng)的槽。開口244經(jīng)尺寸設(shè)定成允許支撐軸242的充足的橫向移動(dòng)，使得支撐臂172(以及安裝于支撐臂172上的研磨墊170)可從基板接收表面205的周界246朝向基板接收表面205的中心移動(dòng)(當(dāng)流體施加器176被旋轉(zhuǎn)至不接觸基板接收表面205的位置時(shí))。于一個(gè)實(shí)施例中，基板接收表面205具有與處理期間將被安裝至基板接收表面205上的基板的直徑實(shí)質(zhì)上相同的直徑。例如，若基板接收表面205的半徑是150mm，支撐臂172(特別是安裝于支撐臂172上的研磨墊170)則可從150mm(例如，周界246)附近朝向中心徑向地移動(dòng)，并且返回周界246。附加地，開口244經(jīng)尺寸設(shè)定以允許支撐軸242的充足的橫向移動(dòng)，使得支撐臂172的端部248可被移動(dòng)經(jīng)過卡盤167的周界250。因此，當(dāng)流體施加器176被繞軸F旋轉(zhuǎn)時(shí)，支撐臂172的端部248被向外移動(dòng)以不接觸周界250，基板可被傳送至基板接收表面205上或離開基板接收表面205?；蹇稍谌諧MP工藝之前或之后由機(jī)械臂或端效器傳送到或離開圖1A中所示的處理站100。于一個(gè)實(shí)施例中，基板可使用承載頭130被傳送至或離開處理站100(于圖1A中示出)。

卡盤167可附加地包括外周邊緣區(qū)域252，外周邊緣區(qū)域252定位在基板接收表面205的徑向外部。外周邊緣區(qū)域252可在偏離基板接收表面205的平面(即，向下凹入)的平面處。外周邊緣區(qū)域252也可包括用于調(diào)節(jié)研磨墊170的調(diào)節(jié)環(huán)255。調(diào)節(jié)環(huán)255的高度也可在偏離基板接收表面205的平面(即，向下凹入)的平面處。調(diào)節(jié)環(huán)255可以是一個(gè)或更多個(gè)離散的研磨性元件260，該一個(gè)或更多個(gè)離散的研磨性元件260包含由研磨性顆?；虿牧现瞥苫虬ㄑ心バ灶w?；虿牧系木匦渭?或弧形件。于一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)節(jié)環(huán)255包括多個(gè)離散的研磨性元件260，該多個(gè)離散的研磨性元件260的各者成形為弧段。離散的研磨性元件260的各者可包含在基板研磨工藝之間用來調(diào)節(jié)研磨墊170的金剛石顆粒。例如，在基板放置于卡盤167的基板接收表面205上之前或之后，支撐臂172上的研磨墊170可被移動(dòng)至相鄰于調(diào)節(jié)環(huán)255且于基板接收表面205的平面下方。接著研磨墊170可經(jīng)致動(dòng)或推壓朝向調(diào)節(jié)環(huán)255以造成研磨墊170接觸離散的研磨性元件260。卡盤167可于此接觸期間被旋轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)研磨墊170。于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊170的調(diào)節(jié)的時(shí)段小于約2秒，從而可增加研磨模塊200的產(chǎn)量。于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊170的調(diào)節(jié)可于基板經(jīng)傳送至或離開卡盤167的基板接收表面205期間被執(zhí)行。

圖3為根據(jù)本文所公開實(shí)施例的研磨頭300的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)面剖面圖。研磨頭300可被利用于圖1B中所示的研磨模塊101中或于圖2A及圖2B所示的研磨模塊200中。例如，研磨頭300可耦接至圖1B中所示的研磨模塊101的支撐臂172或于圖2A及圖2B所示的研磨模塊200的支撐臂172。

研磨頭300包括本文所述的研磨墊170，該研磨墊170安裝至外殼305。外殼305包括經(jīng)形成于外殼305內(nèi)的管道310，該管道310用于將來自流體源178的流體(諸如空氣或其他氣體)遞送至可變壓力體積162。于此實(shí)施例中，可變壓力體積162被包含于研磨墊170的內(nèi)表面315與外殼305的內(nèi)部表面之間?？勺儔毫w積162可經(jīng)加壓以膨脹研磨墊170，使得研磨墊170的處理表面(即，接觸基板102的特征側(cè)320的研磨墊170的區(qū)域)與基板102的特征側(cè)320共形。

當(dāng)基板102的表面形狀為不均勻或不平坦時(shí)，研磨墊170的共形性質(zhì)可具有特別的重要性。于一示例中，基板102可包括如圖3所示的高點(diǎn)(high spot)325。雖然未示出于圖3中，基板102也可包括其他高點(diǎn)、以及低點(diǎn)、或高點(diǎn)與低點(diǎn)的組合。

基板102的不平坦性(諸如高點(diǎn)325)可由基板102本身的不均勻度所造成(諸如由先前工藝引發(fā)的翹曲)以及其他因素(諸如先前CMP工藝中的不均勻的材料移除)。替代地或此外，基板102的不平坦性可由卡盤167的基板接收表面205的不均勻度造成。于一些例子中，不管基板102的不平坦性，基板102上的欲移除膜330可具有實(shí)質(zhì)上均勻的厚度。欲移除膜330可以是金屬(諸如銅、鎢或其他金屬)、電介質(zhì)、或其他膜。

于常規(guī)CMP系統(tǒng)中，研磨墊可不與基板102的特征側(cè)320的表面形狀共形，且不均勻的材料移除可能發(fā)生。不均勻的材料移除可能降低良率，且不均勻的材料移除通過使用提供共形研磨墊170的研磨頭300而被最小化。共形研磨墊170撓曲以平滑化經(jīng)施加至基板102的局部區(qū)域的壓力，此有助于欲移除膜330的均勻移除。共形研磨墊170也均等地在高點(diǎn)325以及相鄰于高點(diǎn)325的區(qū)域附近分布外力。

于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊170的材料可以是閉孔型泡棉(closed-cell foam)以便在可變壓力體積162內(nèi)含有流體。于其他實(shí)施例中，可變壓力體積162可由設(shè)置于外殼305與研磨墊170的內(nèi)表面315間的氣囊來形成。于其他實(shí)施例中，襯墊可經(jīng)設(shè)置于研磨墊170的內(nèi)表面315以密封可變壓力體積162。于一些實(shí)施例中，研磨墊170的側(cè)壁335可被強(qiáng)化以增強(qiáng)側(cè)壁335的結(jié)構(gòu)完整性而不最小化研磨墊170的處理表面的柔性。

圖4是根據(jù)本文所公開實(shí)施例的研磨頭400的另一實(shí)施例的側(cè)面剖面圖。研磨頭400可被利用于圖1B中所示的研磨模塊101中或于圖2A及圖2B所示的研磨模塊200中。例如，研磨頭400可耦接至圖1B中所示的研磨模塊101的支撐臂172或于圖2A及圖2B所示的研磨模塊200的支撐臂172。除下列例外之外，研磨頭400是與圖3中所圖示的研磨頭300實(shí)質(zhì)上相似。

研磨頭400包括本文所描述的研磨墊170，該研磨墊170安裝至外殼405。于一個(gè)實(shí)施例中，研磨墊170可通過夾持設(shè)備410耦接至外殼405。外殼405的內(nèi)部表面和研磨墊170可界定空隙415，氣囊420可定位于該空隙415中。氣囊420可耦接至流體源178且與圖3的研磨頭300相似地操作。

如本文所描述且如圖4所繪示的研磨頭300與研磨頭400的一個(gè)實(shí)施例中，接觸面積425圖示于研磨墊170的處理表面430上。接觸面積425可以是處理表面430接觸基板的面積(未示出)、或沉積于基板上的待移除的膜的面積(圖示于圖3)。取決于基板的表面形狀，接觸面積425于研磨期間可能如圖3所圖示地為凹形、于研磨期間為凸形、或?yàn)榘夹位蛲剐蔚慕M合。于一個(gè)方面中，接觸面積425有關(guān)于壓力P(即，圖4中氣囊420或圖3中可變壓力體積162的壓力)和施加至研磨頭400的下壓力。該概念以方程1更明確指定，如下。

方程1：

接觸面積x壓力＝下壓力+(研磨頭的)重量

于以上方程中，重量為定值且包括研磨頭300或研磨頭400的重量，研磨頭300或研磨頭400包括研磨墊170、外殼305或外殼405、以及支撐臂170的任何部分(圖示于圖1B以及圖2A與圖2B)。于一實(shí)施例中，接觸面積425可通過改變下壓力并且保持壓力P為定值來調(diào)整。于一些實(shí)施例中，接觸面積425可以是約1mm至約8mm，或更大。于一個(gè)實(shí)施例中，接觸面積425可基于工藝配方來控制。

圖5A和圖5B為圖示研磨墊500的不同實(shí)施例的俯視圖。研磨墊500可耦接至圖示于圖4中的外殼405且被利用于圖示于圖1B中的研磨模塊101或圖標(biāo)于圖2A和圖2B中的研磨模塊200。研磨墊500包括設(shè)置于柔性底座510的中心或靠近于柔性底座510的中心的接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B。于一些實(shí)施例中，接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B的各者可組成于圖4中圖示且描述的接觸面積425。接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B可從柔性底座510突起。

于一個(gè)實(shí)施例中，接觸區(qū)域505A包含伸長弧段515，而接觸區(qū)域505B包含沿柔性底座510上的弧定向的多個(gè)離散的接觸墊520。于一些實(shí)施例中，弧段515以及接觸墊520均包括經(jīng)形成于其上表面的溝槽525。當(dāng)研磨墊500被使用時(shí)，溝槽525可輔助研磨流體的輸送。柔性底座510包括用以耦接至研磨頭(諸如圖示于圖4中的研磨頭400)的周界530。周界530可沿與弧段515相同的弧形成，或沿與接觸墊520相同的弧形成，使得周界530與接觸區(qū)域505A或接觸區(qū)域505B之間的距離535在那些位置周圍是實(shí)質(zhì)上相同的。

于一些實(shí)施例中，研磨墊500是圓形。例如，接觸區(qū)域505A可具有約10mm至約100mm的直徑。

柔性底座510配置為薄膜狀物，該薄膜狀物對(duì)接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B提供柔性耦接。柔性底座510足夠厚且寬以促進(jìn)Z方向(即，膨脹或壓縮方向)的柔性以與基板中的不平坦性共形。柔性底座510的厚度和寬度也配置為對(duì)接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B提供結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，致使柔性底座510響應(yīng)于研磨期間在X和/或Y方向可能會(huì)經(jīng)歷的水平負(fù)載而穩(wěn)定地維持接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B的位置。

圖6是沿圖5A的線6-6的研磨墊500的部分的等距剖面圖。接觸區(qū)域505A的部分圖示為設(shè)置于柔性底座510上。于所示的實(shí)施例中，接觸區(qū)域505A與柔性底座510一體。然而，于其他實(shí)施例中，接觸區(qū)域505A可以是獨(dú)立的一個(gè)元件或多個(gè)組件(在圖5B所示的接觸墊520的情況中)。當(dāng)接觸區(qū)域505A為獨(dú)立的時(shí)，接觸區(qū)域505A和接觸區(qū)域505B可容易地被置換。由于接觸區(qū)域505A為研磨墊500接觸基板且可能耗損的唯一部分，柔性底座510上的接觸區(qū)域505A的置換降低研磨墊500的成本。此外，可移除的接觸區(qū)域505A可允許針對(duì)接觸區(qū)域505A使用不同材料，以便加強(qiáng)從基板將材料移除。示例性附接特征可包括從研磨墊500的內(nèi)表面315延伸到接觸區(qū)域505A內(nèi)的緊固件(未示出)。黏著劑(諸如壓敏黏著劑)也可用作附接特征。

于一些實(shí)施例中，接觸區(qū)域505A從柔性底座510突起距離605。距離605可以是約0.5mm至約4mm，諸如2mm。接觸區(qū)域505A的寬度610可以是約1mm至約20mm，或更大，諸如約2mm至約6mm。取決于諸如期望的柔性和/或柔性底座510的寬度的因素以及其他因素，柔性底座510的厚度615可以是約0.1mm至約3mm。于一些實(shí)施例中，柔性底座510的周界530包括突起唇部620，該突起唇部620可用以促進(jìn)將研磨墊500夾持至外殼，諸如圖示于圖4中的外殼405。包括唇部620的周界530可包括約0.1mm至約6mm的厚度，諸如約0.1mm。于一些實(shí)施例中，包括唇部620的周界530的厚度是柔性底座510的厚度615的約兩倍。

雖然前述內(nèi)容針對(duì)本公開的實(shí)施例，本公開的其他和進(jìn)一步實(shí)施例可在不偏離本公開的基本范圍的情況下被設(shè)計(jì)出，且因此本公開的范圍由所附權(quán)利要求書確定。