TW202103847A - 用於溫度控制的化學機械拋光溫度掃描設備 - Google Patents

用於溫度控制的化學機械拋光溫度掃描設備 Download PDF

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Abstract

一種化學機械拋光設備，包括平台，具有頂部表面以保持拋光墊；載具頭，以保持基板在拋光處理期間抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度監控系統。溫度監控系統包括定位在平台上方的非接觸式熱感測器，以在平台上具有拋光墊的部分的視野。感測器藉由馬達圍繞旋轉軸可旋轉，以便橫跨拋光墊移動視野。

Description

用於溫度控制的化學機械拋光溫度掃描設備
本揭露案關於化學機械拋光（CMP），且更具體而言，關於在化學機械拋光期間的溫度控制。
通常藉由在半導體晶圓上依序沉積導電、半導體或絕緣層而在基板上形成積體電路。各種製作處理需要在基板上平坦化層。舉例而言，一個製作步驟牽涉在非平坦表面上沉積填充層，且平坦化填充層。對於某些應用，平坦化填充層直到暴露圖案化層的頂部表面。舉例而言，可在圖案化絕緣層上沉積金屬層，以填充絕緣層中的溝道及孔洞。在平坦化之後，於圖案化層的溝道及孔洞中的金屬的剩餘部分形成貫孔、塞及線，以提供基板上薄膜電路之間的導電路徑。如另一實例，可在圖案化導電層上沉積介電層，且接著平坦化以能夠實施後續光蝕刻步驟。
化學機械拋光（CMP）為一種可接受的平坦化之方法。此平坦化方法通常需要將基板固定在載具頭上。基板的暴露的表面通常放置抵靠旋轉拋光墊。載具頭在基板上提供可控制的負載，以將其推擠抵靠拋光墊。具有研磨粒子的拋光漿料通常供應至拋光墊的表面。
在一個態樣中，一種化學機械拋光設備包括：平台，具有頂部表面以保持拋光墊；載具頭，以保持基板在拋光處理期間抵靠拋光墊的拋光表面；及溫度監控系統。溫度監控系統包括定位在平台上方的非接觸式熱感測器，感測器在平台上具有拋光墊的部分的視野。感測器藉由馬達圍繞旋轉軸可旋轉，以便橫跨拋光墊移動視野。
任何以上態樣的實例可包括一或更多個以下特徵。
熱感測器可圍繞平行於拋光表面的軸而可旋轉。
可旋轉感測器支撐件可耦合至馬達，使得藉由馬達旋轉支撐件來旋轉感測器。感測器支撐件可包括在拋光墊上延伸的臂。感測器支撐件可圍繞感測器支撐件的縱軸而可旋轉。熱感測器可圍繞垂直於支撐件的縱軸的軸而可旋轉。熱感測器可沿著支撐件而可移動。
溫度監控系統可配置成量測拋光墊的部分之溫度。
控制器可耦合至馬達及溫度監控系統。控制器可配置成控制馬達，以便使得熱感測器在拋光墊上的複數個位置進行量測。
控制器可配置成基於在拋光墊上複數個位置的量測，產生拋光墊的溫度輪廓。化學機械拋光設備可包括加熱器及/或冷卻器。控制器可配置成基於溫度輪廓調整加熱器及/或冷卻器的操作，以便改善拋光墊的溫度均勻性。溫度輪廓可為徑向輪廓。溫度輪廓可為圍繞平台的旋轉軸的角度輪廓。溫度輪廓可為2D輪廓。
熱感測器可定位於平台的旋轉軸上方。熱感測器的旋轉軸可平行於平台的旋轉軸。熱感測器的旋轉軸可平行於拋光表面。
在另一態樣中，一種在化學機械拋光系統中監控拋光墊的溫度之方法，包括：圍繞旋轉軸旋轉熱感測器，使得熱感測器的視野掃掠化學機械拋光墊的整個拋光表面，同時熱感測器維持橫向穩定；及隨著視野掃掠整個拋光墊，利用熱感測器進行複數個量測，以產生溫度輪廓。
任何以上態樣的實例可包括一或更多個以下特徵。
旋轉軸可平行於拋光表面。
旋轉軸可垂直於該拋光表面。
可能的優點可包括但非限於以下一或更多者。可監控整個拋光墊的溫度改變及變化，而無須熱感測器的橫向平移。此舉可准許在擁擠的拋光站台中進行監控，或提供空間用於拋光站台中額外的部件。此外，可監控在拋光墊上多個徑向位置處的溫度，而無須接觸拋光墊。可使用控制器量測溫度，以在拋光操作期間減少溫度變化。此舉可改善拋光處理期間拋光的可預測性，且改善晶圓之中的均勻性。
化學機械拋光藉由在基板、拋光液體及拋光墊之間的界面處結合機械研磨及化學蝕刻來操作。在拋光處理期間，歸因於基板的表面及拋光墊之間的摩擦而產生大量的熱。此外，某些處理亦包括原位墊調節步驟，其中例如塗佈具有研磨鑽石粒子盤的調節盤按壓抵靠旋轉拋光墊，以調節且紋路化拋光墊表面。調節處理的研磨亦可產生熱。舉例而言，在具有2psi的標稱下壓壓力及8000Å/min的移除速率的通常一分鐘的銅CMP處理中，聚氨酯拋光墊的表面溫度可提升約30˚C。
在CMP處理中化學相關的變數（例如，參與反應的初始及速率）及機械相關的變數（例如，拋光墊的表面摩擦係數及黏性）兩者為強烈溫度相依的。結果，拋光墊的表面溫度變化可導致移除速率、拋光均勻性、腐蝕、凹陷及殘留物的改變。藉由在拋光期間更嚴格地控制拋光墊的表面的溫度，可降低溫度的變化，且可改善例如藉由晶圓之中非均勻性或晶圓對晶圓非均勻性來量測的拋光性能。
為了在拋光期間更嚴格地控制拋光墊的表面的溫度，且降低溫度變化，需要監控拋光墊的表面的溫度。溫度的監控可以熱感測器完成，且拋光墊的溫度輪廓，例如徑向溫度輪廓，可利用藉由熱感測器實行的拋光墊的不同部分處的熱讀數來產生。
此外，歸因於需要與拋光墊接觸且相對移動的物理部件的數量（例如，載具頭、漿料分配器、溫度控制系統等等），鄰接拋光墊放置熱感測器可為不實際的。然而，取代配置成掃掠整個拋光墊的熱感測器，熱感測器可操作以從固定的橫向位置旋轉，而掃掠整個拋光墊的視野。此配置可佔據較少空間，且在拋光墊上方存在例如載具頭及漿料分配臂的其他裝備時更輕易操作。
第1A及1B圖圖示化學機械拋光系統的拋光站台20的實例。拋光站台20包括可旋轉盤狀平台24，拋光墊30位於該平台上。平台24可操作以圍繞軸25旋轉。舉例而言，馬達22可轉動驅動桿28以旋轉平台24。拋光墊30可為兩層拋光墊，具有外部拋光層34及較軟背襯層32。
拋光站台20可包括供應通口，例如漿料供應臂39的端處，以在拋光墊30上分配拋光液體38，例如研磨漿料。拋光站台20可包括墊調節器設備90，具有調節盤92（見第2圖）以維持拋光墊30的表面粗糙度。調節盤90可定位於臂94可擺盪的端，以便徑向橫跨拋光墊30掃掠盤90。
載具頭70可操作以保持基板10抵靠拋光墊30。載具頭70從例如轉盤或支架的支撐結構72懸吊，且藉由驅動桿74連接至載具頭旋轉馬達76，使得載具頭可圍繞軸71旋轉。可選地，載具頭70可例如在轉盤的滑條上，藉由沿著軌道運動或藉由轉盤本身的旋轉振盪而橫向振盪。
載具頭70可包括保持環84以保持基板。在某些實例中，保持環84可包括接觸拋光墊的下部塑膠部分86及較硬材料的上部部分88。
在操作中，平台圍繞其中心軸25旋轉，且載具頭圍繞其中心軸71旋轉且橫向平移橫跨拋光墊30的頂部表面。
載具頭70可包括柔性膜80，具有基板固定表面以接觸基板10的背側，及複數個可加壓腔室82，以施加不同壓力至基板10上的不同區，例如不同的徑向區。載具頭亦可包括保持環84以保持基板。
拋光系統20亦可包括溫度控制系統100，以控制拋光墊30及/或在拋光墊上的漿料38的溫度。溫度控制系統100可包括冷卻系統102及/或加熱系統104。冷卻系統102及加熱系統104之至少一者，且在某些實例中為兩者，藉由將溫度控制的媒介（例如，液體、蒸氣或噴灑）傳輸至拋光墊30的拋光表面36上（或至已存在於拋光墊上的拋光液體上）來操作。或者，冷卻系統102及加熱系統104之至少一者，且在某些實例中為兩者，藉由使用接觸拋光墊的溫度控制的板來操作，以藉由傳導修改拋光墊的溫度。舉例而言，加熱系統104可使用熱板，例如，具有電阻加熱的板或具有承載加熱液體的通道的板。舉例而言，冷卻系統102可使用冷卻板，例如熱電板或具有承載冷卻液體的通道的板。
如第1A及1B圖中所顯示，範例冷卻系統102包括在平台24及拋光墊30上從拋光墊的邊緣延伸至或至少接近拋光墊30的中心的臂110。臂110可藉由底座112支撐，且底座112可支撐在與平台24相同的框架40上。底座112可包括一或更多致動器，例如，線性致動器以提升或降低臂110，及/或旋轉致動器以在平台24上橫向擺盪臂110。臂110經定位以避免與其他硬體部件碰撞，例如拋光頭70、漿料分配臂39及溫度監控系統150（如以下討論）。
範例冷卻系統102包括從臂110懸吊的多個噴嘴120。各個噴嘴120配置成噴灑液體冷卻媒介（例如，水）至拋光墊30上。臂110可藉由底座112支撐，使得噴嘴120藉由間隙126與拋光墊30分隔開。
各個噴嘴120可配置成引導噴灑122中霧化的水朝向拋光墊30。冷卻系統102可包括液體冷卻媒介的源130及氣源132（見第1B圖）。在被引導通過噴嘴120之前，來自源130的液體及來自源132的氣體可在混合腔室134（見第1A圖）中混合，例如在臂110中或上，以形成噴灑122。
在某些實例中，可對各個噴嘴獨立控制例如流率、壓力、溫度及/或液體對氣體的混合比例的處理參數。舉例而言，用於各個噴嘴120的冷卻劑可流動通過獨立可控制的冷卻器，以獨立控制噴灑的溫度。如另一實例，一個用於氣體且一個用於液體的分隔開的幫浦對，可連接至各個噴嘴，使得可對各個噴嘴獨立控制氣體及液體的流率、壓力及混合比例。
對於加熱系統104，加熱媒介可為氣體，例如蒸氣或加熱的空氣，或液體，例如加熱的水，或氣體及液體的組合。媒介高於室溫，例如40-120ºC，例如90-110ºC。媒介可為水，例如實質上純的去離子水，或包括添加物或化學物的水。在某些實例中，加熱系統104使用蒸氣噴灑。蒸氣可包括添加物或化學物。
加熱媒介可藉由流動通過在加熱傳輸臂上的孔洞來傳輸，孔洞例如藉由一或更多噴嘴提供，例如孔或狹縫。孔洞可藉由連接至加熱媒介源的歧管來提供。
範例加熱系統104包括從拋光墊的邊緣在平台24及拋光墊30上延伸至或至少接近（例如，在拋光墊的總半徑的5%之中）拋光墊30的中心的臂140。臂140可藉由底座142支撐，且底座142可支撐在與平台24相同的框架40上。底座142可包括一或更多致動器，例如，線性致動器，以提升或降低臂140，及/或旋轉致動器以在平台24上橫向擺盪臂140。臂140經定位以避免與其他硬體部件碰撞，例如拋光頭70、墊調節盤92及漿料分配臂39。
在臂140的底部表面中形成多個開口144。各個開口144配置成引導例如蒸氣的氣體或煙霧至拋光墊30上。臂140可藉由底座142支撐，使得開口144藉由間隙與拋光墊30分隔開。具體而言，間隙可經選擇，使得加熱流體的熱在流體到達拋光墊之前不會顯著地逸散。舉例而言，間隙可經選擇，使得從開口發射的蒸氣不會在到達拋光墊之前凝結。
加熱系統104可包括蒸氣源146，而可藉由管線連接至臂140。各個開口144可配置成引導蒸氣朝向拋光墊30。
在某些實例中，可對各個噴嘴獨立控制例如流率、壓力、溫度及/或液體對氣體的混合比例的處理參數。舉例而言，用於各個開口144的流體可流動通過獨立可控制的加熱器，以獨立控制加熱流體的溫度，例如蒸氣的溫度。
第1B圖圖示用於各個子系統的分隔開的臂，例如，加熱系統102、冷卻系統104及提升系統106，各種子系統可包括在藉由共同臂支撐的單一組件中。舉例而言，組件可包括冷卻模組、提升模組、加熱模組、漿料傳輸模組及可選的擦拭模組。各個模組可包括主體，例如，致動器主體，而可固定至共同固定板，且共同固定板可在臂端部固定，使得組件定位在拋光墊30上方。各種流體傳輸部件，例如，管線、通道等等，可在各個主體內部延伸。在某些實例中，模組可單獨從固定板拆卸。各個模組可具有類似的部件，以執行以上所述相關聯系統的臂的功能。
參照第1A及1B圖，拋光站台20具有溫度監控系統150。溫度監控系統100包括定位在拋光墊30上方的熱感測器180。熱感測器180具有拋光墊30的部分190的視野195。此外，熱感測器180可移動以改變監控的墊的部分。具體而言，熱感測器180可旋轉，以便橫跨拋光墊30的不同部分掃掠視野195。
在某些實例中，熱感測器180配置成以監控的部分190的溫度量測產生訊號，例如，感測器量測部分的集合溫度。藉由偏移熱感測器180的視野195以在多個位置處進行量測，溫度監控系統150可產生拋光墊30的溫度輪廓。具體而言，藉由橫跨拋光墊30掃掠熱感測器180的視野195，熱感測器180可量測拋光墊30不同區域的溫度。
量測可在拋光墊的複數個非重疊部分處進行。或者，量測可在複數個重疊部分進行。在後者的情況中，控制器可藉由比較鄰接及重疊部分的量測，決定比視野更小的區域的溫度，以決定來自不同區域對溫度的相對貢獻。
熱感測器180可為非接觸式感測器，例如紅外線感測器、熱影像感測器、高溫計、熱電堆偵測器、熱電偵測器、輻射計等等。
部分190可為例如橫跨圓形部分的直徑的1mm至10mm。部分190的直徑可取決於熱感測器對拋光墊30有多麼靠近（例如，如第1A圖中圖示與z軸的距離）、熱感測器180的視野195的角度開展及平台的旋轉速率。
熱感測器180可藉由感測器支撐件160支撐。在某些實例中，感測器支撐件160可為可定位在拋光墊30上方的臂。在某些實例中，用於熱感測器180的感測器支撐件160附接至或藉由系統20的其他特徵提供，例如支撐件72。
如第1A及1B圖中所顯示，感測器支撐件160或感測器180圍繞平行於平台24的頂部表面（且平行於拋光表面36）的旋轉軸165可旋轉。此舉以垂直於旋轉軸165的方向掃掠感測器180的視野195。舉例而言，供以作為感測器支撐件160的臂可藉由馬達170而可旋轉，或感測器180可藉由致動器固定至感測器支撐件160。此舉准許熱感測器180旋轉，以在拋光墊30上不同徑向位置處檢視不同部分190。具體而言，隨著熱感測器維持橫向穩定，視野可掃掠整個拋光墊30。
假設感測器支撐件160為圍繞其縱軸旋轉的臂，旋轉軸165可與臂的縱軸平行，例如共線。對此配置，當臂旋轉時，視野195（及量測的部分190）垂直於臂的縱軸掃掠。在某些實例中，感測器定位在感測器支撐件160上，在使得圍繞軸165的旋轉使得視野195（及量測的部分190）沿著拋光墊30的半徑掃掠（藉由箭頭C顯示）的位置處。
在某些實例中，取代圍繞軸165旋轉，或除此之外，感測器180可圍繞與平台24的表面平行但垂直於臂的旋轉軸185旋轉。此舉可使得視野195沿著感測器支撐件160的縱軸掃掠。再次地，此舉准許感測器180整個拋光墊30掃掠視野195，且在落入視野195的部分190處量測拋光墊30的溫度。
在某些實例中，馬達170可圍繞豎直旋轉軸175旋轉感測器支撐件160。隨著馬達170圍繞軸175旋轉感測器支撐件160，感測器支撐件160圍繞軸175旋轉，且熱感測器180可橫向平移橫跨拋光墊。此舉准許感測器180隨著馬達170圍繞軸175旋轉而檢視拋光墊30的不同部分190。舉例而言，若感測器支撐件160為耦合至馬達170的臂，則臂可圍繞軸175旋轉，且使得熱感測器180亦圍繞軸175旋轉。
在某些實例中，熱感測器180可沿著感測器支撐件160橫向移動。舉例而言，若感測器支撐件160為臂，則熱感測器180可沿著臂（如第1A圖中圖示沿著y軸）移動。舉例而言，線性致動器，例如線性螺桿驅動器或齒條齒輪裝置，可沿著感測器支撐件160移動感測器130。
隨著拋光墊30圍繞軸25旋轉，熱感測器180可在拋光墊30上不同的角度位置處於不同的部分190處量測部分190的溫度。隨著拋光墊30圍繞軸25旋轉，其他不在熱感測器180的視線的拋光墊30的區域可進入熱感測器180的視野195。
控制器90可配置成從感測器180接收量測，且操作致動器以控制監控的部分190的位置。視野195與溫度監控系統150的一或更多特徵。在某些實例中，控制器90可使得致動器沿著z軸（如第1A圖中圖示）向上及向下移動感測器支撐件160，藉此增加或減少介於熱感測器180及拋光墊30之間的空間。
此外，控制器90基於熱感測器180的視野195的角度及從熱感測器180至拋光墊30的豎直距離，可計算從熱感測器180至拋光墊30上的部分190的距離D。控制器90基於熱感測器180的視野195’的角度及從熱感測器180至拋光墊30的豎直距離，可接著類似地計算從熱感測器180至拋光墊30上的部分190’的距離D’。距離D及D’可藉由控制器使用，以補償歸因於熱感測器180從部分190藉由感測器180的旋轉所使得的改變距離的訊號強度的改變。舉例而言，到達感測器180的熱輻射可根據反平方定律變化。計算的距離可用以將訊號強度標準化成標準距離，使得隨著距離變化溫度計算仍維持精確。
控制器90基於視野195的角度，亦可決定在拋光墊30上相對於視野195的旋轉軸25的至少徑向位置（及可能為徑向及角度位置兩者）。此計算可考量熱感測器180相對於拋光墊30的位置，例如，藉由平台24的旋轉位置、感測器支撐件160的位置及感測器160沿著感測器支撐件160給定的位置。隨後，控制器90可決定量測拋光墊30的哪一部分190’，且該部分190’為相對於部分190的哪一處。具有此等資訊，控制器90可使用拋光墊30的部分190的溫度量測來產生拋光墊30的溫度輪廓。
在熱感測器180量測部分190、190’的溫度之後，控制器90可結合部分190、190’（及依此類推）的量測的溫度，以產生拋光墊30的溫度輪廓。亦即，熱感測器180量測部分190的溫度，且接著量測部分190’的溫度，考量部分190’在拋光墊30上的位置相對於部分190在拋光墊30上的位置之位置，以使用兩個部分190及190’產生溫度輪廓（例如，在拋光墊30上映射量測的溫度）。可重複此處理以量測拋光墊30的進一步部分的溫度，使得可產生拋光墊30的溫度輪廓。
在某些實例中，控制器90使用藉由溫度監控系統150產生的溫度輪廓作為回饋，以控制溫度控制系統100。舉例而言，溫度控制系統100可從藉由溫度監控系統150產生的溫度輪廓來決定拋光墊30的部分190存在非所欲的溫度。控制器90可接著使得溫度控制系統100傳輸溫度控制的媒介至拋光墊30的部分190上，以提升或降低量測的溫度至所欲的溫度。
隨著熱感測器180移動以徑向掃掠視野195，且隨著拋光墊30圍繞軸25旋轉，可產生拋光墊30的不同部分190的「螺旋」掃描。此資料可提供拋光墊30的徑向溫度輪廓。或者，多個圓形掃描的集合可產生拋光墊30的徑向溫度輪廓。
參照第2A及2B圖，拋光站台20具有溫度監控系統250。溫度監控系統250類似於以上所述的溫度監控系統150，但熱感測器280居中定位於拋光墊30上方。具體而言，熱感測器280可與平台40的旋轉軸25對齊。熱感測器280具有拋光墊30的部分290的視野295。
熱感測器280可旋轉，以便橫跨拋光墊30的不同部分掃掠視野296。
熱感測器280可使用感測器支撐件260藉由支撐結構72支撐。熱感測器280可定位於拋光墊30的中心上方或實質上中心的上方。感測器支撐件260或感測器280圍繞旋轉軸265可旋轉。舉例而言，作為感測器支撐件260的臂可藉由馬達270而可旋轉，或感測器280可藉由致動器固定至感測器支撐件260。此舉准許感測器280旋轉以在拋光墊30上不同的角度位置處檢視不同部分290。
假設感測器支撐件260為圍繞其縱軸旋轉的臂，則旋轉軸265與臂的縱軸平行，例如共線。在某些實例中，旋轉軸265垂直於拋光墊30的拋光表面36。旋轉軸265可平行於平台的旋轉軸25。
在某些實例中，取代圍繞軸265旋轉，或除此之外，感測器280可圍繞與平台24的頂部表面平行但垂直於臂（及軸265）的旋轉軸285旋轉。此舉可使得視野295徑向掃掠整個拋光墊30。
在某些實例中，熱感測器280藉由將感測器支撐件260及熱感測器280沿著z軸（如第2A圖中圖示）橫向移動，而可沿著感測器支撐件260橫向移動。此舉准許感測器280增加或減少介於感測器280及拋光墊30之間的距離。
藉由圍繞軸265旋轉、圍繞軸285旋轉及/或沿著軸165橫向移動，感測器280可首先量測部分290的溫度，接著量測另一部分290’的溫度，且接著產生包含部分290、290’依此類推的多個溫度量測的拋光墊30的溫度輪廓。
可使用如以上所討論的溫度輪廓或溫度圖。
以上所述的拋光設備及方法可在各種拋光系統中應用。拋光墊或載具頭任一者或兩者可移動，以提供拋光表面及基板之間的相對動作。舉例而言，平台可公轉而非旋轉。拋光墊可為固定至平台的圓形（或某些其他形狀）的墊。拋光層可為標準（例如，具有或不具有填充物的聚氨酯）拋光材料、軟材料或固定的研磨材料。
使用相對位置的詞彙以代表系統或基板之中的相對位置；應理解拋光表面及基板在拋光操作期間可保持在豎直定向或某些其他定向中。
控制器90的功能性操作可使用一或更多電腦程式產品實施，即，實體安裝在非暫態電腦可讀取儲存媒體中的一或更多電腦程式，用於藉由資料處理設備執行或控制資料處理設備的操作，例如為可程式處理器、電腦或多個處理器或電腦。
已說明本發明的數個實施例。然而，應理解可作成各種修改而不會悖離本發明的精神及範疇。因此，其他實施例在以下申請專利範圍的範疇之中。
10:基板 20:拋光系統 22:馬達 24:平台 25:軸 28:驅動桿 30:拋光墊 32:背襯層 34:拋光層 36:拋光表面 38:拋光液體 39:臂 40:框架 70:載具頭 71:軸 72:支撐結構 74:驅動桿 76:馬達 80:彈性膜 82:可加壓腔室 84:保持環 86:下部塑膠部分 88:上部部分 90:調節盤 100:溫度控制系統 102:冷卻系統 104:加熱系統 110:臂 112:底座 120:噴嘴 122:噴灑 126:間隙 130:源 132:氣源 134:混合腔室 140:臂 142:底座 144:開口 146:蒸氣源 150:溫度監控系統 160:感測器支撐件 165:旋轉軸 170:馬達 175:軸 180:熱感測器 190:部分 195:視野 250:溫度監控系統 260:感測器支撐件 265:旋轉軸 270:馬達 280:熱感測器 285:旋轉軸 290:部分 295:視野
第1A圖為範例拋光設備的概要剖面視圖。
第1B圖為第1A圖的範例拋光設備的概要頂部視圖。
第2A圖為範例拋光設備的概要剖面視圖。
第2B圖為第2A圖的範例拋光設備的概要頂部視圖。
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
10:基板
20:拋光系統
22:馬達
24:平台
25:軸
28:驅動桿
30:拋光墊
32:背襯層
34:拋光層
36:拋光表面
38:拋光液體
39:臂
40:框架
70:載具頭
71:軸
72:支撐結構
74:驅動桿
76:馬達
80:彈性膜
82:可加壓腔室
84:保持環
86:下部塑膠部分
88:上部部分
90:調節盤
100:溫度控制系統
102:冷卻系統
110:臂
112:底座
120:噴嘴
122:噴灑
126:間隙
134:混合腔室
150:溫度監控系統
160:感測器支撐件
165:旋轉軸
180:熱感測器
190:部分
195:視野

Claims (20)

  1. 一種化學機械拋光設備，包含： 一平台，具有一頂部表面以保持一拋光墊； 一載具頭，以保持一基板在一拋光處理期間抵靠該拋光墊的一拋光表面； 一溫度監控系統，包括定位在該平台上方的一非接觸式熱感測器，以在該平台上具有該拋光墊的一部分的一視野，該感測器藉由該馬達圍繞一旋轉軸可旋轉，以便橫跨該拋光墊移動該視野。
  2. 如請求項1所述之設備，其中該熱感測器圍繞平行於該拋光表面的一軸可旋轉。
  3. 如請求項1所述之設備，包含一可旋轉感測器支撐件，耦合至該馬達，使得藉由該馬達旋轉該支撐件而旋轉該感測器。
  4. 如請求項3所述之設備，其中該感測器支撐件包含在該拋光墊上延伸的一臂。
  5. 如請求項3所述之設備，其中該感測器支撐件圍繞該感測器支撐件的一縱軸可旋轉。
  6. 如請求項3所述之設備，其中該熱感測器圍繞垂直於該支撐件的該縱軸的一軸可旋轉。
  7. 如請求項3所述之設備，其中該熱感測器沿著該支撐件可移動。
  8. 如請求項1所述之設備，其中該溫度監控系統配置成量測該拋光墊的該部分之一溫度。
  9. 如請求項1所述之設備，進一步包含一控制器，耦合至該馬達及該溫度監控系統，且配置成控制該馬達，以便使得該熱感測器在該拋光墊上的複數個位置進行量測。
  10. 如請求項9所述之設備，其中該控制器配置成基於在該拋光墊上該複數個位置的量測，產生該拋光墊的一溫度輪廓。
  11. 如請求項10所述之設備，進一步包含一加熱器及/或一冷卻器，且其中該控制器配置成基於該溫度輪廓調整該加熱器及/或該冷卻器的操作，以便改善該拋光墊的溫度均勻性。
  12. 如請求項10所述之設備，其中該溫度輪廓為一徑向輪廓。
  13. 如請求項10所述之設備，其中該溫度輪廓為圍繞該平台的一旋轉軸的一角度輪廓。
  14. 如請求項10所述之設備，其中該溫度輪廓為一2D輪廓。
  15. 如請求項1所述之設備，其中該熱感測器定位於該平台的一旋轉軸上方。
  16. 如請求項15所述之設備，其中該熱感測器的該旋轉軸平行於該平台的該旋轉軸。
  17. 如請求項15所述之設備，其中該熱感測器的該旋轉軸平行於該拋光表面。
  18. 一種在一化學機械拋光系統中監控一拋光墊的一溫度之方法，包含以下步驟： 圍繞一旋轉軸旋轉一熱感測器，使得該熱感測器的一視野掃掠一化學機械拋光墊的整個一拋光表面，且同時該熱感測器維持橫向穩定；及 隨著該視野掃掠整個該拋光墊，以該熱感測器進行複數個量測，以產生一溫度輪廓。
  19. 如請求項18所述之方法，其中該旋轉軸平行於該拋光表面。
  20. 如請求項18所述之方法，其中該旋轉軸垂直於該拋光表面。
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