本發(fā)明主張2014年7月25日提交的、名稱為“化學(xué)機械拋光設(shè)備和方法(CHEMICAL MECHANICAL POLISHING APPARATUS AND METHODS)”的第14/341,762號美國非臨時申請案，此申請案在此通過引用納入本說明書中以用于所有目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上關(guān)于電子器件制造，更具體而言，關(guān)于經(jīng)適配以拋光基板表面的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體基板制造中，化學(xué)機械拋光(CMP)工藝可用于去除各種層(諸如，硅、氧化物、銅，等等)。此類拋光(例如，平坦化)可通過以下操作來實現(xiàn)：當(dāng)在基板(例如，經(jīng)圖案化的晶片)之前均勻地施加漿料的同時，將固持在固持件(例如，拋光頭或載體)中的旋轉(zhuǎn)基板壓靠在旋轉(zhuǎn)拋光墊上。所述漿料通常包括氧化劑、金屬氧化物磨料顆粒、蝕刻劑、絡(luò)合劑和腐蝕抑制劑的混合物。因此，在拋光期間，通過漿料和拋光工藝來執(zhí)行通過氧化物進行的氧化以及通過磨料顆粒和蝕刻劑進行的材料去除的連續(xù)工藝。在此拋光工藝期間，尋求對來自基板的材料去除量的精確控制。然而，鑒于現(xiàn)有工藝的限制，難以實現(xiàn)精確的控制，對于小的層厚度的去除尤其如此。相應(yīng)地，所需要的是改進的拋光設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在一些實施例中，提供非均勻基板拋光設(shè)備。所述基板拋光設(shè)備包括具有兩個或更多個區(qū)(zone)的拋光墊，每一個區(qū)經(jīng)適配以將不同的漿料化學(xué)品施加至基板上的不同區(qū)域，從而在基板上產(chǎn)生具有至少兩個不同膜厚度的膜厚度輪廓。

在一些其他實施例中，提供基板拋光系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：基板固持件，經(jīng)適配以固持基板；拋光墊，具有兩個或更多個區(qū)，每一個區(qū)域經(jīng)適配以將不同的漿料化學(xué)品施加至基板上的不同區(qū)域，從而在基板上產(chǎn)生具有至少兩個不同膜厚度的膜厚度輪廓。

在其他實施例中，提供拋光基板的方法。所述方法包括以下步驟：抵靠移動拋光墊旋轉(zhuǎn)基板固持件中的基板；將具有不同功能的不同漿料化學(xué)品單獨地施加至拋光墊的至少兩個不同的區(qū)；以及從基板的不同區(qū)域去除不同量的材料，所述基板的不同區(qū)域?qū)?yīng)于拋光墊的所述至少兩個不同的區(qū)。

在其他實施例中，提供基板拋光系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：基板固持件，經(jīng)適配以固持基板；拋光平臺，所述拋光平臺具有相對于所述基板可移動的拋光墊；以及分配系統(tǒng)，所述分配系統(tǒng)經(jīng)適配以便以定時序列分配從由以下各項組成的組中選出的至少兩種不同的漿料化學(xué)品：材料保存漿料化學(xué)品、緩慢的材料去除漿料化學(xué)品以及劇烈的材料去除化學(xué)品。

在其他實施例中，提供用于拋光基板的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括：處理器；存儲器，所述存儲器耦接至所述處理器并存儲指令，所述指令可在所述處理器上執(zhí)行，所述指令經(jīng)適配以使所述系統(tǒng)：抵靠移動拋光墊旋轉(zhuǎn)基板固持件中的基板；將具有不同功能的不同漿料化學(xué)品單獨地施加至拋光墊的至少兩個不同的區(qū)；以及從基板的不同區(qū)去除不同量的材料，所述基板的不同區(qū)域?qū)?yīng)于拋光墊的所述至少兩個不同的區(qū)。

通過以下對示例實施例、所附權(quán)利要求書以及所附附圖的詳細描述，本發(fā)明的其他特征和方面將變得更顯而易見。

附圖說明

圖1A繪示根據(jù)實施例的線性基板拋光設(shè)備的示意性俯視圖。

圖1B繪示根據(jù)圖1A的剖面線1B-1B取得的實施例的線性拋光設(shè)備的示意性剖面?zhèn)纫晥D。

圖1C繪示根據(jù)圖1A的剖面線1C-1C取得的實施例的線性拋光設(shè)備的示意性剖面?zhèn)纫晥D。

圖2A繪示根據(jù)實施例的旋轉(zhuǎn)基板拋光設(shè)備的示意性俯視圖。

圖2B繪示根據(jù)實施例的旋轉(zhuǎn)基板拋光設(shè)備的示意性側(cè)視圖。

圖3A繪示根據(jù)實施例的漿料分配器的俯視圖。

圖3B繪示根據(jù)實施例的漿料分配器的側(cè)視圖。

圖3C繪示根據(jù)實施例的漿料分配器的第一端視圖。

圖3D繪示根據(jù)實施例的漿料分配器的第二端視圖。

圖3E-圖3G繪示根據(jù)實施例的漿料分配器的各種剖面圖。

圖4繪示根據(jù)實施例的拋光基板的方法的流程圖。

圖5繪示根據(jù)實施例的拋光基板的方法的流程圖。

圖6繪示根據(jù)實施例的拋光基板方法的多個階段(例如，脈沖)的圖表。

圖7繪示根據(jù)實施例的拋光基板的另一種方法的多個階段(例如，脈沖)的圖表。

圖8和圖9是描繪已應(yīng)用根據(jù)實施例的非均勻拋光方法之前和之后在基板上的示例膜厚度輪廓的部分的示圖。

圖10是根據(jù)實施例的經(jīng)拋光以具有非均勻的厚度輪廓的基板的俯視圖。

圖11繪示根據(jù)實施例的線性非均勻基板拋光設(shè)備的示意性俯視圖。

圖12是根據(jù)實施例的定位在基板上的楔形拋光墊的示意性俯視圖。

圖13繪示了根據(jù)實施例的非均勻地拋光基板的示例方法的流程圖。

具體實施方式

本文中描述的實施例關(guān)于對于在半導(dǎo)體器件制造中拋光基板的表面有用的且適用于在半導(dǎo)體器件制造中拋光基板的表面的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

先前的系統(tǒng)已利用了包括多種漿料成分的混合物的漿料。漿料的成分經(jīng)適配以在基板上實現(xiàn)各種工藝，諸如，通過氧化物來氧化基板表面以及通過磨料顆粒和蝕刻劑來去除材料的工藝。在經(jīng)適配以去除小于約250埃的典型的小型去除工藝中，跨晶片去除變化可高達被去除的膜厚度的50％-100％。隨著進展的技術(shù)，越來越薄的膜正在被應(yīng)用，并且可經(jīng)受拋光。例如，在前端結(jié)構(gòu)(諸如，鑲嵌式金屬柵極等)成形中使用的膜是非常薄的。當(dāng)在器件結(jié)構(gòu)中提供這些膜時，期望以相對高程度的均勻性和控制來去除這些薄膜。相應(yīng)地，隨著膜變得更薄，由CMP實現(xiàn)較少的材料去除，并且在去除工藝中期望更精確。在膜厚度是以原子層(例如，埃)來衡量的原子層沉積(ALD)的極端情況下，也期望材料去除精度在原子層的量級。

因此，需要允許去除薄膜(其中，此類去除以非常高的均勻性來實現(xiàn))的拋光設(shè)備和方法。此外，期望所述方法可提供對去除工藝(即，去除的相對量)的精確控制。在本發(fā)明的一些實施例中，漿料成分是實體地分離的。這可用于提供對材料去除量的更精確的控制。通過實體地(例如，在空間上)分離漿料成分，拋光工藝可設(shè)有在漿料成分(例如，實現(xiàn)氧化、材料去除和腐蝕抑制)中的兩種或更多中之間的明顯的中斷(例如，形成為具有不同化學(xué)組成的漿料成分的實體區(qū))。

例如，在一些實施例中，拋光平臺(例如，包括墊支座和墊)可被分離以具有兩個或更多個區(qū)，其中每一個區(qū)經(jīng)適配以包含不同的漿料成分。每一種漿料成分可具有不同的化學(xué)組成。在拋光期間，可跨多個區(qū)移動或光柵掃描(raster)基板，其中每一個相鄰區(qū)包括不同的漿料成分。依序地跨區(qū)運行一個循環(huán)可用于有效地去除例如一個原子層?？赏ㄟ^管理循環(huán)的數(shù)量來精確地控制總的材料去除?？稍谠拥燃壣峡刂迫コ?。

在一些實施例中，拋光表面被分離(例如，分割)成多個區(qū)，其中每一個區(qū)包含執(zhí)行氧化、材料去除或腐蝕抑制工藝的一個的單獨的漿料成分。通過跨這些被分離的區(qū)光柵掃描(例如，掃描)，可在合理的總拋光時間內(nèi)實現(xiàn)高循環(huán)計數(shù)。例如，在含有氧化漿料成分的氧化區(qū)內(nèi)，氧化劑起作用以氧化基板的表面層。此氧化工藝可以是自限性的，因為僅表面層暴露于氧化劑。在含有例如去除和腐蝕劑漿料成分的材料去除區(qū)內(nèi)，磨料和腐蝕劑攻擊先前經(jīng)氧化的表面層。材料移除區(qū)可相鄰于氧化區(qū)。此材料去除工藝也可以是自限性的，因為僅經(jīng)氧化的層被去除。含有腐蝕抑制漿料成分(例如，包括腐蝕抑制劑)的腐蝕抑制區(qū)作用于先前經(jīng)磨耗的表面層以限制所述經(jīng)磨耗的表面層的腐蝕。腐蝕抑制區(qū)可提供在相鄰于氧化區(qū)處。

另一方面，漿料成分的施加在時間上分開，而不是實體地分離。因此，一方面，本發(fā)明的實施例公開一種拋光工藝(例如，膜去除工藝)，所述拋光工藝?yán)枚嗖襟E反應(yīng)來影響均勻的膜去除。具體而言，本發(fā)明的實施例通過單獨地且按定時序列引入漿料成分而在時間上分離這些漿料成分。這可用于提供對材料去除量的更精確的控制。此多步驟拋光工藝可應(yīng)用于CMP涉及競爭性反應(yīng)的任何應(yīng)用。

因此，在此方面，拋光工藝在用于實現(xiàn)氧化、材料去除和/或腐蝕抑制工藝的各種漿料成分的管理之間將具有顯著的間斷(例如，時間中的分離)。在一個或多個實施例中，可首先在時間上引入氧化漿料成分，隨后是材料去除漿料成分(例如，包含磨料和/或蝕刻劑)。這在一些實施例中可通過引入腐蝕抑制劑漿料成分來依序跟進。一些實施例中，所述序列隨后可以是引入沖洗液體(例如，去離子(DI)水)。在其他實施例中，可在各個漿料引入階段之間引入這些漿料成分?？稍趻伖夤に嚻陂g在基板與拋光墊之間管理這些漿料成分，如將在本文中進一步所解釋。

此外，在一些實施例中，使用非均勻的濃度和/或漿料化學(xué)品的應(yīng)用，可實現(xiàn)材料的非均勻去除或甚至局部化移除。換言之，不同于上述實施例，本發(fā)明的其他實施例可用于選擇性地在基板的表面上僅去除膜的部分區(qū)域。例如，可去除在從基板中心算起的預(yù)定半徑外部期望數(shù)量的材料層，而在所述半徑內(nèi)的相同材料層可保留在基板上。因此，本發(fā)明的實施例包括：取決于基板半徑，施加徑向上不同量的化學(xué)品或施加化學(xué)品應(yīng)用的不同時序以實現(xiàn)非均勻的去除(或不同的去除量)。這可通過以下方式來實現(xiàn)：使用不同的量的化學(xué)品，所述不同量的化學(xué)品被遞送至墊上對應(yīng)于膜將被去除的基板的目標(biāo)半徑的位置，而同時將不去除化學(xué)品施加至(或?qū)⒉煌幕瘜W(xué)品施加至)基板上對應(yīng)于將不經(jīng)歷膜去除的多個基板區(qū)域的區(qū)域。例如，期望較少去除的基板區(qū)域可具有添加到墊的相對應(yīng)區(qū)域的更多添加劑(例如，抑制劑)。類似地，更少的氧化劑也可以供應(yīng)至此區(qū)域，或者，取決于水對去除的效果，可能有更多或更少的去離子水。類似地，較少的磨料漿料可供應(yīng)至此區(qū)域，或更稀的漿料可供應(yīng)至此區(qū)域。

在一些替代實施例中，可使用比基板小的墊，并且可在漿料存在的情況下使用墊的局部化運動來去除材料。可實現(xiàn)上述原子層拋光(ALP)實施例的概念以提供對局部化去除處理的附加控制。例如，通過僅將去除化學(xué)品施加至定位在旋轉(zhuǎn)基板的中心處的較小拋光墊的中心區(qū)域，用于去除材料的墊的有效直徑可做得比拋光墊的實際直徑更小。此外，如果較小拋光墊被設(shè)置在距旋轉(zhuǎn)基板的中心的一偏移處，則可隔離內(nèi)徑與外徑之間的環(huán)形區(qū)域以用于材料去除。環(huán)形去除區(qū)域的寬度可基于去除化學(xué)品施加到的墊區(qū)域的半徑來控制。

在一些其他替代實施例中，可以使用具有除圓形形狀之外的形狀的固定式拋光墊。例如，為了補償旋轉(zhuǎn)基板的不同半徑處的變化的旋轉(zhuǎn)速度，可使用楔形墊(wedge-shaped pad)來拋光旋轉(zhuǎn)基板。換言之，楔形墊可用于確保相對快速地旋轉(zhuǎn)(例如，更接近外援的大半徑處)的基板區(qū)域經(jīng)歷等于相對緩慢地移動的區(qū)域(例如，更接近旋轉(zhuǎn)基板的中心的小半徑處)的在墊上對去除化學(xué)品的暴露。

在下文中參照本文中的圖1A-圖13描述本發(fā)明實施例的這些和其他方面。

圖1A-圖1C繪示基板拋光設(shè)備100及其部件的各種視圖?；鍜伖庠O(shè)備100適配于固持并拋光基板101，如通過以下描述將顯而易見的那樣?；鍜伖庠O(shè)備100包括拋光平臺102，所述拋光平臺具有兩個或更多個實體區(qū)(zone)，諸如，第一區(qū)104、第二區(qū)106和第三區(qū)108。這兩個或更多個區(qū)(例如，104、106和108)適配于包含具有不同化學(xué)品(化學(xué)組成)的不同漿料成分。這兩個或更多個區(qū)可跨平臺102的寬度“W”來布置。在所描繪的實施例中，示出九個區(qū)。然而，可提供更多或更少數(shù)量的區(qū)?？梢跃哂胁幌噜彽牡哂邢嗤瘜W(xué)品的漿料成分的多個區(qū)。在所描繪的實施例中，平臺102包括線性拋光平臺，其中這兩個或更多個區(qū)跨墊109的寬度“W”來布置且沿墊的長度“L”延伸，其中所述長度L比所述寬度W實質(zhì)上更長。在所描繪的實施例中，平臺102的墊109如有向箭頭110所指示線性地移動。

在拋光方法期間，可由分配器112將各種漿料成分(諸如，漿料成分1、漿料成分2和漿料成分3)施加到墊109。分配器112可具有能夠?qū){料成分分配到兩個或更多個區(qū)(例如，分配至區(qū)104、106、108)的任何合適的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。漿料成分1、漿料成分2和漿料成分3例如可分別從漿料成分供應(yīng)器114、116、118接收。可提供更多或更少數(shù)量的漿料成分。漿成分至分配器112的供應(yīng)可通過分配系統(tǒng)來實現(xiàn)，所述分配系統(tǒng)具有一個或更多個合適的泵或其他流動控制機制115(例如，閥115R)。如文本中所使用的“漿料成分”意味著適配于執(zhí)行一個或更多個指定拋光功能的處理介質(zhì)。在一些實施例中，可從沖洗液體源123提供沖洗液體(例如，去離子水)，并且將所述沖洗液體注入在多個區(qū)中的兩個或更多個區(qū)之間(諸如，在區(qū)104與106之間；或在106與108之間；或既在區(qū)104與106之間又在區(qū)106與108之間)。可使用任何合適的分配器112的構(gòu)造來實現(xiàn)通過沖洗液體區(qū)來進行的對區(qū)104、106、108的這種分離。

例如，漿料成分1可包括適配于執(zhí)行表面改性功能的材料，所述表面改性功能諸如，氧化或其他表面改性，諸如，含氮化物、溴化物、氯化物，或氫氧化物的層的形成。漿料成分1可包含諸如凈化水之類的液體載體以及諸如過氧化氫、過硫酸銨或碘酸鉀之類的氧化劑。可以使用其他表面改性材料。可從成分供應(yīng)器1 114通過例如分配器112的第一通道119A(圖3G)而將漿料成分1提供至墊109的第一區(qū)104。

漿料成分2可包括適配于執(zhí)行材料去除功能的材料。漿料成分2可包含諸如凈化水之類的液體載體以及諸如二氧化硅或氧化鋁之類的磨料介質(zhì)。磨料可具有約20納米與0.5微米之間的平均顆粒尺寸。可以使用其他顆粒尺寸。漿料成分2也可包括蝕刻劑材料，諸如，羧酸或氨基酸?？梢允褂闷渌g刻劑或絡(luò)合劑(complexing agent)材料?？衫缤ㄟ^分配器112的第二通道119B(圖3F)而將漿料成分2從成分供應(yīng)器2 116供應(yīng)至墊109的第二區(qū)106。

在一個或更多個實施例中，漿料成分3可包括適配于執(zhí)行腐蝕抑制功能的材料。漿料成分3可包含諸如凈化水之類的液體載體以及諸如苯并三唑(benzotriazole)或1,2,4-三唑(1,2,4Triazole)之類的腐蝕抑制劑。可例如通過分配器112的第三通道119C(圖3E)將漿料成分3從成分供應(yīng)器3 118供應(yīng)至墊109的第三區(qū)108。

區(qū)104、106、108可能以并排(side by side)方式布置，并且可各自具有約2mm與50mm之間的寬度。這些寬度可彼此相同或不同?？梢允褂闷渌麑挾取?/p>

在一個或更多個實施例中，包括分配器112的分配系統(tǒng)適配于將至少兩種不同的漿料成分分配到兩個或更多個區(qū)(例如，區(qū)104、106)中。所述漿料成分可選自由以下各項組成的組：如上文所討論的表面改性漿料成分和材料去除漿料成分。

在一個或更多個實施例中，分配器112可形成為整體部件，并且可定位成相鄰于墊109(例如，在墊109的正上方)。分配器112可通過兩個或更多個出口(例如，通過出口121A、121B和121C)同時提供多種漿料成分的遞送。例如，如圖3A-圖3G中所示，分配器112可以是分配系統(tǒng)的部分，所述分配系統(tǒng)可包括多個通道，諸如，沿分配器主體117的長度延伸的第一通道119A。第一通道119A適配于將漿料成分1從成分1供應(yīng)器114分配至一個或更多個第一分配出口121A，所述第一分配出口121A沿第一通道119A的長度流體地耦接至所述第一通道119A。

分配器112也可包括第二通道119B，所述第二通道沿分配器主體117的長度延伸，并且適配于將漿料成分2從成分2供應(yīng)器116分配至一個或更多個第二分配出口121B，所述第二分配出口121B沿第二通道119B的長度流體地耦接到所述第二通道119B。

分配器112也可包括第三通道119C，所述第三通道119C沿分配器主體117的長度延伸，并且適配于將漿料成分3從成分3供應(yīng)器118分配至一個或更多個第二分配出口121C，所述第二分配出口121C沿第三通道119C的長度流體地耦接至所述第三通道119C?？商峁┢渌ǖ酪约盎ミB的出口以發(fā)放其他漿料成分和/或沖洗液體。

在一些實施例中，可在單獨的分離區(qū)中接收沖洗液體以分離所發(fā)放的漿料成分。出口121A、121B、121C可具有小于約5mm的直徑，或在一些實施例中具有約1mm與15mm之間的直徑。間距(例如，相鄰出口之間的間隔)可以小于約50mm、小于約25mm，或在一些實施例中甚至小于約10mm。在一些實施例中，所述間距可以在約2mm與50mm之間。可以使用其他直徑和間距。

在其他實施例中，分配器可由分離的分配器頭組成，可布置在墊109上的不同空間位置處的每一種漿料成分有一個分配器頭。沖洗液體(例如，DI(去離子)水)可以通過出口121A-121C中的一些或全部來遞送，或通過專門為沖洗液體設(shè)計的分離的出口來遞送。可通過控制閥115R將沖洗液體從沖洗液體供應(yīng)器123提供至出口121A-121C中的每一個的一些或全部。任選地，可通過分離的分配器頭或分離的出口從分配器112提供沖洗液體。

在另一個實施例中，分配器可被包括在平臺102的墊支座127中。在此實施例中，漿料成分1、2、3可從墊109的下方被發(fā)放至各個區(qū)104、106和108。墊支座127可包括類似分配器112中的出口121A-121C的孔洞，所述孔洞跨墊109的寬度來布置。每個孔洞可流體地耦接至漿料成分供應(yīng)器114、116、118中的一個。隨著在滾輪124、126上旋轉(zhuǎn)墊109，各種分離的漿料成分1、2、3可以通過這些孔洞并且芯吸通過(wick through)包含經(jīng)連接的敞開孔隙的內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)的墊109。所述芯吸(wicking)分別將漿料成分1、2、3提供至一個或更多個區(qū)104、106、108。沖洗液體也可通過孔洞中的一些或全部來發(fā)放。

再次參照圖1A-1C，當(dāng)正在將漿料成分供應(yīng)至墊109的區(qū)104、106、108時，可旋轉(zhuǎn)基板拋光設(shè)備100的基板固持件120?；骞坛旨?20適配于固持基板101以與墊109接觸，并且隨著拋光發(fā)生來旋轉(zhuǎn)基板101。除旋轉(zhuǎn)之外或替代旋轉(zhuǎn)可提供其他運動，諸如，軌道運動(orbital motion)。例如，旋轉(zhuǎn)速度可以在約10-150RPM之間。旋轉(zhuǎn)可通過以固持件電機122驅(qū)動固持件120來實現(xiàn)。可使用任何合適的電機。在拋光期間在基板101上所施加的壓力可以例如在約0.1psi與1psi之間?？墒褂糜糜谑┘訅毫Φ娜魏魏线m的常規(guī)機制，諸如，彈簧加載機制或其他合適的豎直作用的致動器。可以使用其他旋轉(zhuǎn)速度和壓力。例如，在頒發(fā)給當(dāng)前的受讓人的美國專利第8,298,047號、US 8,088,299、US 7,883,397和US 7,459,057中描述了基板固持件(也稱為保持件或承載頭)。

隨著漿料成分1、2、3被施加到各自的區(qū)104、106、108，可在箭頭110的方向上移動墊109。墊109在箭頭的110方向上移動的線速度可例如在40cm/sec與約600cm/sec之間?？梢允褂闷渌俣取Ｔ趫D1B和圖1C中最佳地示出墊109能以連續(xù)的或無終點的皮帶的形式來提供。墊109可在墊109的端部處由第一滾輪和第二滾輪124、126(例如，圓柱滾輪)支撐，并且在墊109的頂部部分下方由橫跨墊109的寬度的墊支座127來支撐。例如，滾輪124、126由軸承(bearing)或軸套(bushing)或其他適合的低摩擦裝置支撐以在框架128上旋轉(zhuǎn)。這些滾輪中的一者(諸如，滾輪126)可耦接至墊驅(qū)動電機130，所述墊驅(qū)動電機130能以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度來驅(qū)動以實現(xiàn)上述的墊109的線性拋光速度。墊支座127也可在一個或更多個位置處耦接至框架128，并且可在墊109的上表面的長度L的一些或全部下方支撐墊109的上部分。

除了基板固持件120的旋轉(zhuǎn)和墊109的運動之外，還可在有向箭頭132的方向上平移固持件120。所述平移可以是沿總體上垂直于墊109的線性運動的有向箭頭132的橫向方向的往復(fù)振蕩。平移可由任何合適的平移電機134和驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)引起，所述驅(qū)動系統(tǒng)沿支撐桿136往復(fù)地移動基板固持件120。經(jīng)適配以實現(xiàn)所述平移的驅(qū)動系統(tǒng)可以是齒條(rack)和小齒輪(pinion)、鏈條和鏈輪(sprocket)、皮帶和皮帶輪(pulley)、驅(qū)動器和滾珠螺桿，或其他適當(dāng)?shù)尿?qū)動機制。在其他實施例中，可由合適的機制提供軌道運動?？捎煽刂破骺刂茐|109的旋轉(zhuǎn)、基板固持件120的旋轉(zhuǎn)和平移(例如，振蕩)以及漿料成分1、2和3以及沖洗液體123的分配流動?？刂破?38可以是適配于控制此類運動和功能的任何合適的計算機以及被連接的驅(qū)動器和/或反饋部件。

墊109可例如由合適的拋光墊材料制成。墊109可以是聚合物材料(諸如，聚氨酯)，并且可具有開孔表面孔隙度(open surface porosity)。表面孔隙度可以是開孔孔隙度(open porosity)，并且可具有在例如約2微米與100微米之間的平均孔隙尺寸。墊可具有長度L，例如如在滾輪124、126的中心之間所測量的約30cm與300cm之間?？墒褂闷渌叨?。

圖2A和圖2B繪示基板拋光設(shè)備200及其部件的替代實施例的各種視圖。如同前述，基板拋光設(shè)備200適配于固持并拋光基板101，如將通過下文描述將顯而易見的那樣?；鍜伖庠O(shè)備200包括拋光平臺202，所述拋光平臺具有墊209和墊支座227(例如，臺板)。拋光平臺202具有兩個或更多個實體區(qū)，諸如，第一區(qū)204和第二區(qū)206，以及甚至第三區(qū)208。在此實施例中的區(qū)204、206、208被布置為同心的環(huán)，并且平臺202是可旋轉(zhuǎn)的。

每個區(qū)204、206、208適配于包含具有不同化學(xué)品的不同漿料成分，諸如，上述的漿料成分1-3。可由耦接至成分供應(yīng)器114、116、118的分配器212以如先前所述的由控制器238控制的方式，經(jīng)由閥或其他的流動控制機制來將漿料成分分配到各個區(qū)204、206、208。兩個或更多個區(qū)204、206、208可跨平臺202的直徑“D”來布置。每個環(huán)形區(qū)可具有相同或不同的寬度，并且可以是如上文所述的寬度。在所描繪的實施例中，示出九個環(huán)形區(qū)。然而，可提供更多或更少數(shù)量的區(qū)。此外，可以有彼此不相鄰的但包含具有相同化學(xué)品(例如，化學(xué)成分)的漿料成分的多個區(qū)。例如，標(biāo)記為204的區(qū)中的每一個區(qū)可接收并包含相同的漿料化學(xué)品。標(biāo)記為206的區(qū)中的每一個區(qū)可接收并包含相同的漿料化學(xué)品，并且標(biāo)記為208的區(qū)中的每一個區(qū)可接收并包含相同的漿料成分化學(xué)品。然而，在區(qū)204、206和208中的每一個區(qū)中的化學(xué)品可具有相對于彼此不同的漿料成分化學(xué)品。

在所描繪的實施例中，平臺202包括旋轉(zhuǎn)拋光平臺，其中兩個或更多個區(qū)(例如，區(qū)204、206或204、206和208)跨墊209的直徑D來布置?？捎善脚_電機230以約10RPM與約200RPM之間的旋轉(zhuǎn)速度在有向箭頭210的方向上旋轉(zhuǎn)平臺202和墊209。如同前述，可由合適的固持件電機222旋轉(zhuǎn)基板固持件220，以便隨著拋光發(fā)生來旋轉(zhuǎn)基板101。固持件220的旋轉(zhuǎn)速度可例如約10RPM至200RPM之間。類似地，可沿總體上垂直于墊209的切向運動的橫向方向232上往復(fù)地平移(例如，振蕩)固持件220。平移可由任何合適的轉(zhuǎn)移電機234以及驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)引起，如上文所述。

在拋光期間在基板101上所施加的壓力可以例如是如上文所討論的那樣。可使用用于施加壓力的任何合適的常規(guī)機制，諸如，彈簧加載機制或致動器?？梢允褂闷渌D(zhuǎn)速度和壓力?；骞坛旨?20可例如如以下專利中所描述：美國專利第8,298,047號、US 8,088,299、US 7,883,397以及US 7,459,057。

圖4繪示處理基板(例如，基板101)的方法400，且具體而言拋光基板101(例如，經(jīng)圖案化的或未經(jīng)圖案化的晶片)的表面(例如，前側(cè)或背側(cè)表面)的方法。方法400包括以下步驟：在402中，在基板固持件(例如，基板固持件120、220)中提供基板；在404中，提供具有可移動拋光墊(例如，拋光墊109、209)的拋光平臺(例如，拋光平臺102、202)；以及在406中，將不同的漿料成分分配到拋光墊上的兩個或更多個區(qū)(例如，區(qū)104、106、108)中。所述拋光墊可以是線性移動版本的墊109或旋轉(zhuǎn)移動版本的墊209。所述漿料成分可發(fā)放至墊109上方或墊109下方的區(qū)(例如，域104、106、108)(例如，通過芯吸或其他毛細作用)。

另一方面，基板拋光系統(tǒng)提供為如圖1A-圖1C或圖2A和圖2B中任一者中所描述的那樣?；鍜伖庀到y(tǒng)包括：設(shè)備100、200，具有適配于固持基板101的拋光固持件120、220；拋光平臺102、202，具有相對于基板101可移動的拋光墊109、209；以及分配系統(tǒng)，適配于分配從以下各項組成的組中選出的至少兩種不同的漿料成分：氧化漿料成分、材料去除漿料成分以及腐蝕抑制漿料成分。在這方面，兩種或更多種漿料成分以定時序列一個接一個地被分配，而不是被分配到跨墊109、209的寬度W或直徑D而布置的多個區(qū)中。

依據(jù)此方面，從由氧化漿料成分、材料去除漿料成分以及腐蝕抑制漿料成分組成的組中選出的第一漿料成分首先被分配到墊(例如，墊109、209)上。在預(yù)定的時間量已經(jīng)過去后，停止第一漿料成分的供應(yīng)，隨后可將從由氧化漿料成分、材料去除漿料成分以及腐蝕抑制漿料成分組成的組中選出的第二漿料成分分配到墊(例如，墊109、209)上。在另一預(yù)定的時間量已經(jīng)過去后，停止第二漿料成分的供應(yīng)，隨后可將從由氧化漿料成分、材料移除漿料成分和腐蝕抑制漿料成分的組中選出的第三漿料成分分配到墊(例如，墊109、209)上。在第三預(yù)定的時間量已經(jīng)過去后，通過再次分配第一漿料成分，此定時序列可再次重新開始。此序列可重復(fù)所需要的多次以實現(xiàn)期望的結(jié)果(諸如，期望的膜去除量)。在拋光序列之后，可通過將沖洗液體供應(yīng)至墊109、209來沖洗所述墊109、209。

圖5和圖6繪示拋光基板的另一方法500。方法500包括以下步驟：在502中，在基板固持件(例如，固持件120、220)中提供基板(例如，基板101)；以及在504中，提供具有可移動拋光墊的拋光平臺。在506中，所述方法包括以下步驟：以定時序列，在拋光墊與基板之間分配兩種或更多種漿料成分，所述漿料成分各自都具有不同的化學(xué)成分。

如圖6中所示，能以所示的定時序列將漿料成分分散在墊(例如，墊109、209)與基板101之間。在第一時間增量650中，可供應(yīng)第一漿料成分(例如，氧化漿料成分)。隨后是第二漿料成分(例如，材料去除漿料成分)被供應(yīng)達第二時間增量651。第一和第二漿料成分的化學(xué)成分是不同的。隨后是提供第三漿料成分(例如，腐蝕抑制漿料成分)達第三時間增量652?？稍?53-655中重復(fù)這些分配階段中的兩者或更多者?？筛郊佑谶@些階段或替代這些階段來執(zhí)行其他階段?？稍趩蝹€基板上按所期望的多次來重復(fù)這三個或更多個分配序列。這可在如上文所述的當(dāng)正抵靠移動墊(例如，墊109、209)振蕩和旋轉(zhuǎn)的同時來執(zhí)行。在這些拋光階段完成之后，在656中，墊(例如，墊109、209)可經(jīng)歷沖洗階段，其中所述墊(例如，墊109、209)可被供應(yīng)沖洗液體(例如，DI水或其他惰性液體溶液)。沖洗液體(例如，去離子水)的發(fā)放可用于稀釋最后施加的化學(xué)品。隨后，方法500可停止，新基板可被放置在基板固持件(例如，基板固持件120、220)中，并且所描述的方法500可在起始于657處的第二基板上實現(xiàn)。

這些階段中的每一個可能花費約1秒至約60秒之間的時間。可以使用其他時長。脈沖中的一些可以小于1秒。每個階段可具有相同或不同的長度。在一些實施例中，可結(jié)合漿料成分中的一些以在單個脈沖中構(gòu)成多于一個的處理階段。例如，在一些實施例中，氧化和腐蝕抑制劑階段可結(jié)合成為一種漿料成分，并且提供為單個脈沖。在其他實施例中，絡(luò)合劑(complexing agent)可在單個脈沖中與磨料(例如，金屬氧化物磨料)結(jié)合。所述氧化劑可以是過氧化氫。所述腐蝕抑制劑可以是三唑。所述絡(luò)合劑可以是有機酸、有機酸鹽或氨基酸。可以使用其他類型的氧化劑、腐蝕抑制劑、絡(luò)合劑和磨料。

圖6繪示方法600的另一實施例，所述方法600利用以定時序列來發(fā)放(例如，發(fā)放為多個單獨漿料成分的脈沖)的一系列漿料成分。使用時間上分開的引入拋光化學(xué)品的方式允許化學(xué)劑(例如，兩種或更多種漿料成分)在使用上的增加的靈活性。例如，氧化化學(xué)品通常是自限性的。表面膜可被氧化到約20埃的深度，隨后停止。通過在時間上分離多種漿料成分，可在氧化深度可由供應(yīng)至基板的化學(xué)漿料成分的脈沖長度來控制的情況下使用更劇烈的氧化化學(xué)品。

具體而言，可指定多個單獨的階段以影響特定的反應(yīng)，從而在基板的表面上的形成經(jīng)改性的層。在一些常規(guī)的材料去除工藝中，系統(tǒng)使用在較低的拋光壓力下可抑制去除的漿料拋光劑。這些先前拋光系統(tǒng)可提供對管芯內(nèi)(within die,WID)厚度的更好的控制，因為一旦去除了外形(topography)，去除速率就大幅降低。作為結(jié)果，在管芯的區(qū)域中具有低密度的外形快速地被去除，隨后，電介質(zhì)去除停止，而在管芯其他區(qū)域中的外形去除繼續(xù)拋光，直到這些區(qū)域被平坦化。然而，一旦主要外形已被平面化，這些系統(tǒng)就遭受到非常低的去除速率(通過設(shè)計)。這些系統(tǒng)也可能遭受大特征被不完整地去除。可使用根據(jù)本發(fā)明的一方面的具有多種漿料成分(例如，添加劑、磨料而無添加劑，并且可能有穿插的沖洗和/或隨后的沖洗)的分階段的(例如，定時的)引入方式的多步驟方法以克服先前的這些限制。例如，可首先引入添加劑，隨后是磨料溶液，所述拋光溶液稀釋所述添加劑并允許受限的膜去除?？赏ㄟ^引入沖洗來實現(xiàn)附加的去除，所述沖洗可以快速地稀釋添加劑，并且允許除受限的膜去除，直到磨料漿料成分的裝載物(charge)被耗盡為止。

下文中提供多步驟方法和系統(tǒng)的示例。所述方法對金屬膜去除可以是有用的，并且可以包括涉及膜氧化的氧化階段以及抑制劑吸附和對經(jīng)氧化表面的絡(luò)合劑輔助的磨耗階段，以序列的方式執(zhí)行上述階段以實現(xiàn)每個反應(yīng)循環(huán)的膜去除。在此實施例中，如圖7中所示，能以定時序列，在墊(例如，墊109、209)與基板101之間分配漿料成分中的每一種成分，但是在每一種漿料成分的發(fā)放之間制定沖洗階段。因此，漿料成分(例如，氧化劑、抑制劑、絡(luò)合劑、材料去除劑)的每一個脈沖可通過沖洗劑(例如，DI水)的脈沖來分離，以便沖洗墊(例如，墊109、209)和基板101的表面。

具體而言，在第一時間增量650中，可供應(yīng)第一漿料成分(例如，氧化劑漿料成分)。這之后是在657中的沖洗。隨后，可分發(fā)第二漿料成分(例如，材料去除漿料成分)達第二時間增量652。這之后可以是657中的另一沖洗。第一和第二漿料成分的化學(xué)成分是不同的。第二沖洗657之后可以是第三漿料成分(例如，腐蝕抑制漿料成分)達第三時間增量653。這之后可以是657中的另一沖洗。在此序列完成之后，可在相同的基板上101按需重復(fù)多次此序列以實現(xiàn)所需的材料去除，或者新的基板可被插入在基板固持件中(例如，120、220)，并且通過方法700進行的對基板的拋光可在此新的基板上開始。對于拋光工藝的每一個階段的次數(shù)可以是相同或不同的。

可在此序列中使用其他步驟，諸如，抑制劑吸附階段以及絡(luò)合磨耗階段。在一些實施例中，可結(jié)合這些階段中的兩者或更多者。每個階段的相對持續(xù)時間可基于那個特定階段的反應(yīng)動力學(xué)(reaction kinetics)來確定。例如，氧化階段對于銅拋光可以是相對短暫的，而氧化階段對于拋光釕或更多種貴金屬可以是相對久的。腐蝕抑制劑階段(包括抑制劑吸附)的脈沖持續(xù)時間也可基于吸附的動力學(xué)來改變長度。類似地，絡(luò)合磨耗階段可基于其動力學(xué)而改變長度。在一些實施例中，氧化漿料成分的脈沖(例如，氧化溶液)之后可以是腐蝕抑制劑漿料成分(例如，抑制劑溶液)的脈沖，隨后是絡(luò)合漿料成分(例如，絡(luò)合劑)的脈沖?？稍谡趯⒒?01壓靠至墊(例如，墊109、209)的移動表面的同時提供這些序列化脈沖。

以定時序列對漿料成分的分階段引入的另一示例如下文所述。提供銅膜去除工藝，其中，氧化劑和抑制劑溶液的組合的漿料成分的第一脈沖之后是絡(luò)合劑的獨立脈沖，而基板(例如，晶片)正在被壓靠至墊(例如，墊109、209)的移動表面，如本文中所述。在一些實施例中，氧化劑和抑制劑溶液的組合的漿料成分的脈沖以及絡(luò)合劑的獨立脈沖可由沖洗液體的沖洗脈沖穿插。任選地，沖洗脈沖可處于此兩階段序列的結(jié)束處。

在適配于金屬氧化物膜拋光和去除的另一方法實施例中，兩階段方法包括氧化漿料成分的第一脈沖，所述氧化性漿料成分的第一脈沖之后可以是具有金屬氧化物磨料和絡(luò)合劑的組合的漿料成分的單獨的連續(xù)脈沖。任選地，絡(luò)合劑漿料成分和金屬氧化物磨料漿料成分可以一個接一個地在三階段拋光工藝中被制定為分離的階段?？稍诙鄠€階段之間或在序列的結(jié)束處制定沖洗階段。

漿料成分的時間序列引入的一個顯著優(yōu)點在于，每一個步驟或脈沖可以是自限性的，這可導(dǎo)致對甚至小厚度(特別是小于500埃，且尤其是小于200埃)的相對更均勻的去除。例如，一旦表面(例如，銅表面)的表面氧化階段完成至若干原子層(在約25-30埃之間)，氧化速率就可顯著地減緩。因此，當(dāng)接著執(zhí)行絡(luò)合磨耗階段時，無論階段的長度如何，膜去除可自動地限制到約25至30埃，并且膜去除均勻度可變得相對獨立于去除速率。

在本文中描述的方法中的每一方法中，可由本文中描述的系統(tǒng)和設(shè)備提供漿料成分的分配。任選地，可以使用適配于執(zhí)行對漿料成分以及可能的沖洗的定時序列遞送的其他合適的系統(tǒng)。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖8和圖9，描繪了根據(jù)本發(fā)明的實施例的、在基板101的部分在被刻意不均勻地拋光之前以及之后的橫截面輪廓示例。在圖8中，在非均勻的拋光之前，基板101上的膜802具有相對均勻的厚度804。如圖9所描繪，在應(yīng)用了本發(fā)明的非均勻ALP方法之后，膜802在目標(biāo)材料去除區(qū)域904中的厚度已減小所期望的量902，而膜802在非目標(biāo)區(qū)域906中保持在原始厚度804。圖10描繪基板101在非均勻拋光之后的俯視圖，所述視圖繪示目標(biāo)材料去除區(qū)域904和非目標(biāo)區(qū)域906。注意，非目標(biāo)區(qū)域906的直徑可以是任何所需的尺寸，如將在下文中進一步詳細地描述。

圖11繪示非均勻基板拋光設(shè)備1100的示例，所述非均勻基板拋光設(shè)備1100類似于上文所述的示例基板拋光設(shè)備100，但經(jīng)適配以去除更多層的目標(biāo)材料去除區(qū)域904(圖9)，而不從非目標(biāo)區(qū)域906(圖9)去除材料。示例非均勻基板拋光設(shè)備1100適配于如上文中參照圖8至圖10所述固持并拋光基板101。非均勻基板拋光設(shè)備1100包括拋光平臺1102，所述拋光平臺1102具有兩個或更多個實體區(qū)，諸如，第一區(qū)1104、第二區(qū)1106和第三區(qū)1108。這兩個或更多個區(qū)(例如，1104、1106和1108)適配于包含具有不同化學(xué)品(化學(xué)成分)的不同漿料化學(xué)品。這兩個或更多個區(qū)可跨平臺1102的寬度來布置。在所描繪的示例實施例中，示出八個區(qū)。然而，可提供更多或更少數(shù)量的區(qū)。在各種實施例中，可具有不相鄰但包含具有相同化學(xué)品的漿料化學(xué)品的多個區(qū)。在所描繪的實施例中，平臺1102包括線性拋光平臺，其中這兩個或更多個區(qū)跨墊1109的寬度來布置，并且沿墊的長度延伸，其中所述長度實質(zhì)上大于所述寬度。在所描繪的實施例中，平臺1102的墊1109線性移動，如有向箭頭1110所指示。

在此拋光方法期間，可由分配器1112將各種漿料化學(xué)品(諸如，漿料化學(xué)品1、漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3)施加至墊1109。分配器1112可具有能夠?qū){料成分分配至這兩個或更多個區(qū)(例如，分配至區(qū)1104、1106、1108)的任何合適的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。漿料化學(xué)品1、漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3可例如分別從漿料化學(xué)品供應(yīng)器1114、1116、1118接收。可提供更多或更少數(shù)量的漿料化學(xué)品。漿料化學(xué)品至分配器1112的供應(yīng)可通過分配系統(tǒng)完成，所述分配系統(tǒng)具有在控制器1138(例如，處理器、計算機，或適配于執(zhí)行指令的其他操作系統(tǒng)管理系統(tǒng)，所述指令適配于執(zhí)行適于實現(xiàn)本文中公開的方法)的控制下的一個或更多個合適的泵、歧管、閥或其他流動控制機制1115。

流動控制機制1115進一步適配于允許在不同時刻將化學(xué)品1、2、3或沖洗液體中的任一者或它們的任何組合供應(yīng)至分配器1112的多個通道中的任一通道。因此，在一些實施例中，非均勻基板拋光設(shè)備1100可在任何給定的時刻將漿料化學(xué)品、漿料成分和沖洗液體中的任一者的任何組合遞送至任何數(shù)量或布置的所需區(qū)(例如，區(qū)1104、1106、1108)。如本文中所使用的“漿料化學(xué)品”旨在意味著能夠用于從基板上執(zhí)行材料去除(例如，以各種不同的速率)或在基板上保存材料的一種或更多種漿料成分。在一些實施例中，可從沖洗液體源1123提供沖洗液體(例如，去離子水)，并且可將所述沖洗液體注入在所述區(qū)中的兩個或更多個區(qū)之間(諸如，在區(qū)1104與1106之間；或在1106與1108之間；或既在區(qū)1104與1106之間，又在區(qū)1106與1108之間)。分配器1112的任何合適的構(gòu)造可用于通過沖洗液體區(qū)來實現(xiàn)區(qū)1104、1106、1108的這種分離。

例如，在一個或更多個實施例中，漿料化學(xué)品1可包括經(jīng)適配以執(zhí)行腐蝕抑制功能的材料。漿料化學(xué)品1可包括液體載體(諸如，凈化水)以及腐蝕抑制劑(諸如，苯并三唑，或1，2，4三唑)。可例如通過分配器1112的第一通道將漿料化學(xué)品1從化學(xué)品1供應(yīng)器1114供應(yīng)至墊1109的第一區(qū)1104。

漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3可包括適配于同時執(zhí)行表面改性功能和材料去除功能兩者的材料。例如，表面改性功能可包括氧化或其他表面改性，諸如，含氮化物、溴化物、氯化物或氫氧化物的層的形成。漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3可包括液體載體(諸如，凈化水)和氧化劑(諸如，過氧化氫、過硫酸銨或碘酸鉀)。可以使用其他表面改性材料。漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3也可包括磨料介質(zhì)(諸如，二氧化硅或氧化鋁)。磨料可以具有約20納米與0.5微米之間的平均顆粒尺寸?？梢允褂闷渌w粒尺寸。漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3也可包括蝕刻劑材料，諸如，羧酸或氨基羧酸。可以使用其他蝕刻劑或絡(luò)合劑材料。

在一些實施例中，漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3可以是相同的，在其他實施例中，化學(xué)品3例如可包括更劇烈的蝕刻劑和/或磨料以便比化學(xué)品2更快速地去除材料。此類實施例允許產(chǎn)生具有不同膜厚的目標(biāo)材料去除區(qū)域。漿料化學(xué)品2和漿料化學(xué)品3可從化學(xué)品2供應(yīng)器1116和化學(xué)品3供應(yīng)器1118通過例如分配器1112的第二通道和第三通道而供應(yīng)至墊1109的第二區(qū)1106和第三區(qū)1108。

區(qū)1104、1106、1108能以并排的方式布置，并且各自可具有約2mm與50mm之間的寬度。這些寬度可以是彼此相同或不同的。可以使用其他寬度。

在一個或更多個實施例中，包括分配器1112的分配系統(tǒng)適配于將至少兩種不同的漿料化學(xué)品分配到兩個或更多個區(qū)(例如，區(qū)1104、1106)中。在一些實施例中，漿料化學(xué)品可選自由以下各項組成的組：材料保存漿料化學(xué)品、緩慢的材料去除漿料化學(xué)品以及劇烈的材料去除化學(xué)品，如上文所討論。

在一個或更多個實施例中，分配器1112可形成為整體部件，并且可被定位成相鄰于墊1109(例如，在墊1109的正上方)。分配器1112可通過兩個或更多個出口來同時提供漿料化學(xué)品的遞送。例如，分配器1112可以是分配系統(tǒng)的部分，所述分配系統(tǒng)可包括多個通道。

在一些實施例中，可在單獨的分離區(qū)中接收沖洗液體以分離所發(fā)送的漿料成分。出口可具有小于約5mm的直徑，或在一些實施例中具有在約1mm與15mm之間的直徑。間距(例如，相鄰出口之間的間隔)可小于約50mm、小于約25mm，或在一些實施例中甚至小于約10mm。在一些實施例中，間距可以在約2mm與50mm之間。可以使用其他直徑和間距。

在其他實施例中，分配器可由分離的分配器頭組成，可布置在墊1109上的不同空間位置處的每一種漿料化學(xué)品可具有一個分配器頭。沖洗液體(例如，DI水)可通過出口中的一些或全部來遞送，或者通過專門為沖洗液設(shè)計的分離的出口來遞送。沖洗液體可從沖洗液體供應(yīng)器1123提供至出口中的每一個的一些或全部。任選地，可通過分離的分配頭或分離的出口從分配器1112提供沖洗液體。

在一些實施例中，分配器可被包括在平臺1102的墊支座1127中。在此類實施例中，漿料化學(xué)品1、2、3可從墊1109下方或通過墊1109而分配到各個區(qū)1104、1106和1108。墊支座1127可包括孔洞，所述孔洞類似跨墊1109的寬度而布置的分配器1112中的出口。每一個孔洞可以流體地可耦接至漿料化學(xué)品供應(yīng)器1114、1116、1118中的一個。隨著在滾輪1124、1126上旋轉(zhuǎn)墊1109，各種分離的漿料化學(xué)品1、2、3可通過這些孔洞并芯吸通過墊1109，所述墊包含經(jīng)連接的敞開孔隙的內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)。芯吸分別將漿料化學(xué)品1、2、3提供至一個或更多個區(qū)1104、1106、1108。沖洗液體也可通過孔洞中的一些或全部來發(fā)放。

仍參照圖11，當(dāng)正在將漿料化學(xué)品供應(yīng)至墊1109的區(qū)1104、1106、1108時，可旋轉(zhuǎn)非均勻基板拋光設(shè)備1100的基板固持件1120。基板固持件1120適配于固持基板以與墊1109接觸，并隨著拋光發(fā)生來旋轉(zhuǎn)基板。除旋轉(zhuǎn)之外或替代旋轉(zhuǎn)，可提供其他運動，諸如，軌道運動。在一些實施例中，旋轉(zhuǎn)速度可例如在約10-150RPM之間?？梢允褂闷渌俣取ＰD(zhuǎn)可通過以固持件電機1122驅(qū)動固持件1120來實現(xiàn)。可以使用任何合適的電機。在拋光期間在基板上施加的壓力可例如在約0.1psi與1psi之間?？梢允褂闷渌麎毫Α？梢允褂糜糜谑┘訅毫Φ娜魏魏线m的常規(guī)機制，諸如，彈簧加載機制或其他合適的豎直作用致動器。例如，在頒發(fā)給當(dāng)前的受讓人的美國專利第8,298,047號、US8,088,299、US 7,883,397和US 7,459,057中描述了基板固持件(也稱為保持件或承載頭)。

隨著漿料成分1、2、3被施加到各自的區(qū)1104、1106、1108，可以在箭頭1110的方向上移動墊1109。墊1109在箭頭1110的方向上的移動線速度可例如在約40cm/sec與約600cm/sec之間?？梢允褂闷渌俣?。能以連續(xù)的或無終點的皮帶形式來提供墊1109。墊1109可在墊1109的端部處由滾輪1124、1126(例如，圓柱滾輪)支撐，并且在墊1109的頂部部分下方由橫跨墊1109的寬度的墊支座1127支撐。例如，滾輪1124、1126由軸承或襯套或其他適當(dāng)?shù)牡湍Σ裂b置支撐以在框架1128上旋轉(zhuǎn)。這些滾輪中的一個(諸如，滾輪1126)可耦接至墊驅(qū)動電機1130，所述墊驅(qū)動電機1130能以適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)速度來驅(qū)動以達成上述的墊1109的線性拋光速度。墊支座1127也可在一個或更多個位置處耦接至框架1128，并且可在墊1109的上表面的長度的一些或大部分下方支撐墊1109的上部分。

除了基板固持件1120的旋轉(zhuǎn)和墊1109的運動之外，還可在有向箭頭1132的方向上平移固持件1120。所述平移可以是沿總體上垂直于墊1109的線性運動的有向箭頭1132的橫向方向的往復(fù)振蕩。不像上文中參照圖1A所描述的基板拋光設(shè)備100的操作中那樣，在示例非均勻基板拋光設(shè)備1100的操作中的固持件1120的任何平移將受限以避免從非目標(biāo)區(qū)域去除材料。然而，在一些實施例中，固持件1120的平移可用于調(diào)整目標(biāo)材料去除區(qū)域的尺寸或基板相對于多個區(qū)域的初始定位。

可使用任何合適的平移電機1134以及驅(qū)動系統(tǒng)(未示出)來實施平移，所述驅(qū)動系統(tǒng)沿支撐桿1136往復(fù)地移動基板固持件1120。適配于實現(xiàn)所述平移的驅(qū)動系統(tǒng)可以是齒條和小齒輪、鏈條和鏈輪、皮帶和皮帶輪、驅(qū)動器和滾珠螺桿，或其他適當(dāng)?shù)尿?qū)動機制。在其他實施例中，可由適當(dāng)?shù)臋C制提供軌道運動?？捎煽刂破?138控制墊1109的旋轉(zhuǎn)、基板固持件1120的旋轉(zhuǎn)和平移(例如，振蕩)以及漿料化學(xué)品1、2和3以及沖洗液體1123的分配流動?？刂破?138可以是經(jīng)適配以控制此類運動和功能的任何合適的計算機以及經(jīng)連接的驅(qū)動器和/或反饋部件。

墊1109可由例如合適的拋光墊材料制造。墊1109可以是聚合物材料(諸如，聚氨酯)，并且可具有開孔表面孔隙度。表面孔隙度可以是開孔孔隙度，并且可具有例如約2微米與100微米之間的平均孔隙尺寸。墊可具有一長度，所述長度例如如在滾輪1124、1126的中心之間所測量的至少約30cm與300cm之間?？梢允褂闷渌叨?。

類似于圖2A和圖2B中所描繪的實施例，可使用非均勻基板拋光設(shè)備的旋轉(zhuǎn)拋光墊實施例。如同圖11中所描繪的線性拋光墊示例實施例，不同的區(qū)(盡管是同心布置而不是平行布置的)可經(jīng)定義并適配以在不同時刻接收不同的漿料化學(xué)品，從而促進從基板的一個或更多個選擇目標(biāo)區(qū)域去除不同量的材料。因此，如同圖11中所描繪的線性拋光墊示例實施例，非均勻基板拋光設(shè)備的旋轉(zhuǎn)拋光墊實施例可用于產(chǎn)生具有兩個或更多個厚度的膜輪廓(例如，如圖9中所示)。

在一些替代實施例中，可使用比基板小的旋轉(zhuǎn)拋光墊，并且在漿料存在的情況下可使用墊的局部化運動來去除材料，所述漿料是在對應(yīng)于墊的不同位置的不同時刻，通過墊的多個部分來施加或直接施加至基板的。例如，通過僅將去除化學(xué)品施加至旋轉(zhuǎn)拋光墊(所述旋轉(zhuǎn)拋光墊小于基板，并且定位在旋轉(zhuǎn)基板的中心)的中心區(qū)域，用于去除材料的墊的有效直徑可做得比拋光墊的實際直徑更小。此外，如果較小的拋光墊設(shè)置在距旋轉(zhuǎn)基板的中心的一偏移處，則可隔離內(nèi)徑與半徑之間的環(huán)形區(qū)域以用于材料去除。環(huán)形去除區(qū)域的寬度可進一步基于去除化學(xué)品施加到的墊區(qū)域的半徑和/或通過改變距基板的中心的所述偏移(例如，通過徑向地振蕩旋轉(zhuǎn)墊)來控制。

在其他示例實施例中，可在不同時刻施加不同的化學(xué)品以進行對材料的選擇性去除，所述不同的時刻對應(yīng)于相對于基板中心的墊的不同位置。因此，例如，當(dāng)墊被定位在旋轉(zhuǎn)基板的中心時，適配于劇烈的材料去除的化學(xué)品可施加至基板，而當(dāng)墊定位成遠離中心時，適配于相對溫和的材料去除的化學(xué)品可施加至基板。此示例布置允許形成在基板的中心較薄且在基板的邊緣處較厚的膜輪廓(例如，與圖9中所描繪的輪廓相反)。

在一些其他替代實施例中，可以使用具有除圓形之外的形狀的固定式拋光墊。例如，為了補償在旋轉(zhuǎn)基板的不同半徑處的變化的旋轉(zhuǎn)速度，可使用如圖12中所描繪的固定式楔形墊1200以將旋轉(zhuǎn)基板101上的膜拋光至均勻的厚度。換言之，可使用楔形墊1200以確保相對快速地旋轉(zhuǎn)的基板區(qū)域(例如，在較靠近外邊緣的大半徑處，例如，基板區(qū)1202-1212)經(jīng)歷等于移動得相對慢的區(qū)域(例如，在較靠近旋轉(zhuǎn)基板101的中心的小半徑處，例如，基板區(qū)域1214-1226)的對墊1200上的去除化學(xué)品的暴露。在一些實施例中，楔形墊1200可包括漿料遞送孔隙1201或通道的布置，所述漿料遞送孔隙或通道經(jīng)設(shè)置以分配與被拋光的基板區(qū)1202-1226的周長成比例的漿料量。

在非均勻的拋光應(yīng)用中，如圖12中所描繪的固定式楔形墊1200可用于基于遞送到對應(yīng)于每一個基板區(qū)1202-1226的孔隙1201的漿料的化學(xué)品而產(chǎn)生在每一個基板區(qū)1202-1226具有不同的期望厚度的膜輪廓。換言之，具有第一功能的化學(xué)品可施加至僅接觸特定基板區(qū)(例如，基板區(qū)1202)的孔隙組。同時，具有第二功能的化學(xué)品可被施加至僅接觸不同的基板區(qū)(例如，基板區(qū)1204)的孔隙組。同時，具有第三功能的化學(xué)品可施加至僅接觸又一不同的基板區(qū)(例如，基板區(qū)1206)的孔隙組，以此類推。因此，每一個基板區(qū)1202-1226可經(jīng)受不同化學(xué)品以產(chǎn)生所期望的膜厚度輪廓。此外，可在不同的時刻將不同的化學(xué)品施加至不同的基板區(qū)。

在一些實施例中，非均勻基板拋光設(shè)備可用于執(zhí)行本發(fā)明的各種方法1300。在抵靠移動拋光墊旋轉(zhuǎn)基板(1302)時，具有不同功能的不同化學(xué)品被單獨地施加至拋光墊的至少兩個不同區(qū)(1304)。從對應(yīng)于拋光墊的所述至少兩個不同區(qū)的基板上去除不同量的材料(1306)。拋光墊可以是線性移動墊或旋轉(zhuǎn)墊。在一些實施例中，在基板上得到的膜厚度輪廓可具有多個厚度。

因此，雖然已經(jīng)結(jié)合本發(fā)明的示例實施例公開了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，其他實施例可落在如由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。