| 主权项 |
1.一种化学机械研磨操作之晶圆温度的控制设备, 包含: 一晶圆载具,具有一晶圆装设表面; 一热能转换单元,其系相邻于晶圆装设表面、用以 转换相关于晶圆之能量; 一热能侦测器,其系相邻于晶圆装设表面、用以侦 测晶圆之温度;以及 一控制器,其系回应该侦测器、藉以控制供应至热 能转换单元的热能。 2.如申请专利范围第1项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中该热能转换单元之配置系 为转换相关于晶圆表面一选定区域的热能、以建 立遍布整个表面之热梯度,而热能侦测器之配置则 为侦测该表面上一事先决定之位置的温度。 3.如申请专利范围第2项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中该热能转换单元的配置情 形其定义系相关于一圆环、且该晶圆表面之选定 区域系相邻于晶圆的中心,而热能侦测器之配置情 形其定义亦相关于一圆环、且该表面上事先决定 之位置系相邻于晶圆的一外缘。 4.如申请专利范围第2项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中该热能转换单元的配置情 形系为一圆环、且该晶圆表面之选定区域系相邻 于晶圆的一外缘,而热能侦测器之配置情形亦为一 圆环、且该表面上事先决定之位置系相邻于晶圆 的中心。 5.如申请专利范围第1项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中该热能转换单元之配置系 为均匀地转换相关于大体上整个晶圆表面的热能 、以建立遍布于该表面之均匀热力状态,而热能侦 测器之配置则为侦测该表面上一事先决定之位置 的温度。 6.如申请专利范围第1项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,更包含: 一晶圆装设膜,其系设置于晶圆装设表面上藉以支 撑晶圆,该晶圆装设膜之热力配置、其热传导系数 系随着晶圆装设表面的相关位置而有所变化;以及 其中相关于晶圆而由热能转换单元转出之能量将 根据热传导系数之变化而转换至晶圆的不同部分 。 7.如申请专利范围第1项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中: 该控制器系藉由连接一热能来源至热能转换单元 来回应一指示较低温度的侦测器、以提升晶圆之 温度。 8.如申请专利范围第1项之化学机械研磨操作之晶 圆温度的控制设备,其中: 该控制器系藉由连接一热能接收器至热能转换单 元来回应一指示较高温度的侦测器、以降低晶圆 之温度。 9.一种用以改变化学机械研磨操作之晶圆温度的 设备,包含: 一晶圆载具,具有一用以支撑整个晶圆背面的表面 ;以及 一热能转换单元,其配置系有数个独立间隔区块, 各区块皆与晶圆装设表面之一独立区域相邻,且每 个个别区块系有效地转换晶圆上某特定区域之相 关能量的个别量。 10.如申请专利范围第9项之用以改变化学机械研磨 操作之晶圆温度的设备,更包含: 一研浆供应埠,其系连接至晶圆载具、藉以将研浆 供应至晶圆上某些个别的研浆输入区域;以及 一热能侦测器,其系相邻于每个个别的研浆输入区 域、用以在晶圆上侦测相邻于晶圆上每个个别的 研浆输入区域之一特定区域的温度。 11.如申请专利范围第10项之用以改变化学机械研 磨操作之晶圆温度的设备,更包含: 一控制器,其系回应各侦测器而对供应至热能转换 单元之个别间隔区块的热能进行控制、藉以补偿 由研浆转换至晶圆的相关热能。 12.如申请专利范围第9项之用以改变化学机械研磨 操作之晶圆温度的设备,更包含: 一光学热能侦测器,具有一对应于每个个别区块的 探针,各探针系用以侦测对应于各个别区块之晶圆 区域的温度;以及 一控制器,其系回应各探针而对供应至热能转换单 元之每个个别间隔区块的热能分别进行控制。 13.如申请专利范围第9项之用以改变化学机械研磨 操作之晶圆温度的设备,其中该热能转换单元系为 一光能来源、具有对应于每个个别间隔区块之个 别发光器,藉以转换晶圆上某特定区域之相关能量 的个别量。 14.如申请专利范围第9项之用以改变化学机械研磨 操作之晶圆温度的设备,更包含: 数个温度侦测器,以阵列形式均匀地定位在相关的 个别间隔区块内,各侦测器之配置系为将代表晶圆 上一特定位置之温度的信号输出; 一系统控制器,其系回应来自侦测器的信号、且其 程式设计系为提供遍布于该间隔区块之实际热梯 度的指示,该系统的程式设计乃为比较实际热梯度 与所要求之遍布于该间隔区域的热梯度;以及 一热能控制器,其系回应该系统控制器而对供应至 热能转换单元之每个个别间隔区块的热能进行控 制、藉以使实际热梯度与所要求之遍布于该间隔 区域的热梯度相等。 15.一种用以在化学机械研磨操作期间监视晶圆温 度的方法,该方法包含以下操作: 界定出至少一个晶圆表面之独立区域的范围,其中 在化学机械研磨操作期间、该至少一个独立区域 乃需维持在一特定温度;以及 在化学机械研磨操作期间、感应该至少一个独立 区域之温度。 16.如申请专利范围第15项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,其中该至少一个独 立区域系为复数个遍布于晶圆表面之独立区域,且 该感应操作系藉由个别地感应每个独立区域之温 度来执行。 17.如申请专利范围第16项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,更包含以下操作: 根据各相关区域之感应温度来进行各相关之独立 区域的热能转换。 18.如申请专利范围第15项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,其中该界定操作系 界定复数个晶圆表面之独立区域,该独立区域皆与 晶圆之中心同心,其中该复数个同心之独立区域各 皆维持在一特定温度;且其中该感应操作之个别实 行系有关于每个同心之独立区域的温度。 19.如申请专利范围第18项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,更包含以下操作: 根据各同心之独立区域的感应温度而对供应至每 个同心之独立区域的热能进行控制。 20.如申请专利范围第15项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,其中该至少一个独 立区域系界定在晶圆外围之内的碟状区域,该方法 更包含以下操作: 根据感应操作之输出而对供应至该碟状区域的热 能进行控制,该控制系在大体上整个碟状区域内引 导光能。 21.一种用以在化学机械研磨操作期间监视晶圆温 度的方法,该方法包含以下操作: 界定出至少一个晶圆表面之独立区域的范围,其中 该至少一个独立区域乃维持在一特定温度; 将化学机械研磨操作之晶圆以一事先决定之定位 装设在该至少一个独立区域上;以及 感应该至少一个独立区域之温度。 22.如申请专利范围第21项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,其中复数个该至少 一个独立区域之设置系遍布于晶圆表面上,而装设 操作系藉由将晶圆放置在一承载头上来加以实行, 并且感应操作系藉由个别地感应每个独立区域之 温度来加以实行。 23.如申请专利范围第22项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,更包含以下操作: 根据各相关区域之感应温度来进行各相关之独立 区域的热能转换。 24.如申请专利范围第21项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,其中该界定操作系 界定复数个晶圆表面之独立区域,该独立区域皆与 晶圆之中心同心,其中该复数个同心之独立区域各 皆维持在一特定温度;且其中该感应操作系藉由回 应每个同心之独立区域的温度来加以实行。 25.如申请专利范围第24项之用以在化学机械研磨 操作期间监视晶圆温度的方法,更包含以下操作: 根据各个别探针之输出而对供应至每个同心之独 立区域的热能进行控制。 26.一种用以在晶圆上至少一个化学机械研磨操作 的实行期间、控制一晶圆上之局部平坦化特性的 方法,该方法包含以下操作: 界定出至少一个晶圆表面之独立区域的范围,该至 少一个独立区域上将达成一特定之平坦化特性;以 及 控制该至少一个独立区域之温度。 27.如申请专利范围第26项之用以在晶圆上至少一 个化学机械研磨操作的实行期间、控制一晶圆上 之局部平坦化特性的方法,更包含以下操作: 在至少一个化学机械研磨操作中将研浆涂在晶圆 之该至少一个独立区域上;以及 对涂在晶圆上该至少一个独立区域之研浆的温度 进行控制。 28.如申请专利范围第26项之用以在晶圆上至少一 个化学机械研磨操作的实行期间、控制一晶圆上 之局部平坦化特性的方法,其中复数个该至少一个 独立区域系界定在晶圆表面上,该方法更包含以下 操作: 将个别施用之研浆涂在晶圆之每个独立区域上、 以作为该至少一个化学机械研磨操作的一部份;以 及 对涂在晶圆之独立区域的研浆、其每个个别施用 之温度进行控制。 29.一种用以在晶圆上之化学机械研磨操作的实行 期间、控制一晶圆上之局部平坦化特性的方法,该 方法包含以下操作: 界定出至少一个晶圆表面之独立区域的范围,该至 少一个独立区域上将达成一特定之平坦化特性; 使一研磨片与一化学机械研磨操作中之晶圆表面 进行接触,该研磨片系根据不同的研磨片温度而具 有不同的化学机械研磨性能;以及 对晶圆之该至少一个独立区域的温度进行控制、 藉以使接触该研磨片之晶圆得以进行相关于该研 磨片之热能转换、以改变与晶圆接触之该研磨用 的局部温度。 30.一种用以在晶圆上之化学机械研磨操作的实行 期间、控制晶圆之平坦化速率的方法,该方法包含 以下操作: 界定出至少一个晶圆表面之独立区域的范围,该至 少一个独立区域上将达到各种不同的平坦化速率; 以及 将该至少一个独立区域之温度加以变化,该变化系 与时间有关。 31.如申请专利范围第30项之用以在晶圆上之化学 机械研磨操作的实行期间、控制晶圆之平坦化速 率的方法,其中: 将该至少一个独立区域之温度相对于时间而变化 的操作项目将使晶圆温度在第一时间周期起先具 有一较高値、并在第一时间周期之后具有低于该 较高値的値、以降低第一时间周期之后的平坦化 速率。 32.一种用以在晶圆上至少一个化学机械研磨操作 的实行期间、控制一晶圆上之局部平坦化特性的 设备,该设备系包含: 一晶圆载具; 一热能转换单元,其系在晶圆载具上、藉以转换相 关于晶圆之能量; 一热能侦测器系统,其系与晶圆相邻、藉以侦测其 温度;以及 一控制器,其系回应该侦测器系统、藉以控制供应 至热能转换单元的热能。 33.如申请专利范围第32项之用以在晶圆上至少一 个化学机械研磨操作的实行期间、控制一晶圆上 之局部平坦化特性的设备,其中: 该热能侦测器系统系装设在相邻于晶圆的晶圆载 具上、用以侦测一温度、以作为晶圆温度之指示 。 34.如申请专利范围第33项之用以在晶圆上至少一 个化学机械研磨操作的实行期间、控制一晶圆上 之局部平坦化特性的设备,其中: 该热能侦测器系统系包含一个别热能侦测器的阵 列、其系装设在与晶圆相邻之间隔位置上的晶圆 载具、用以侦测一温度、以作为相邻于每个间隔 位置之晶圆温度的指示。 图式简单说明: 图1A为本发明中用以控制晶圆温度之系统的一示 意图,显示了一热能控制器、其系用以提供相关于 装设在一种CMP系统上之晶圆的能量转换; 图1B为本发明中用以控制晶圆温度之系统的一示 意图,显示了装设在另一种CMP系统上之晶圆; 图1C为本发明中用以控制晶圆温度之系统的一示 意图,显示了装设在又另一种CMP系统上之晶圆; 图2为本发明之承载头的一示意图,说明了用以转 换相关于承载头上整个晶圆区域之热能转换装置 的一个光源实施例,以及一环状温度感应器实施例 ; 图3A为一示意图、其系向下视入一个热能转换单 元实施例之同心环上方的配置情形,以及温度感应 器之一个探针实施例; 图3B为一示意图、其系显示遍布整个晶圆之同心 区域的延伸直径; 图3C为一图表、显示图3A所示之热能转换单元系具 有均匀的温度对直径位置特性; 图4A为一示意图、其系向下视入一热能转换单元 之中心点实施例的上方,以及温度感应器之一环状 实施例; 图4B为一示意图、其系显示遍布整个晶圆上、中 心点与环状感应器间之区域的延伸直径; 图4C为一图表、显示了热梯度之一实施例、即图4A 所示之热能转换单元所具有之可变的温度对直径 位置特性; 图5A为一示意图、其系向下视入另一个热能转换 单元实施例之外围环状液体供应器的配置情形,以 及一温度感应器之阵列; 图5B为一示意图、其系显示遍布整个晶圆上、沿 着环状液体供应器之配置的正反面间之一感应器 阵列区域的延伸直径; 图5C为一图表、显示了另一个热梯度、即另一个 图5A所示之热能转换单元所具有之温度对直径位 置特性; 图5D为一以Fluoraptic(商标名)探针作为感应器之图; 图6A为一示意图、其系向下视入另一个热能转换 单元实施例之多重加热冷却环式的配置情形,以及 许多温度感应器阵列; 图6B为一示意图、其系显示晶圆之环形区域以及 与各阵列对齐的感应器阵列之一; 图6C为一图表、显示了两个热梯度、一个系来自 未使用本发明之CMP操作,而另一个则使用了本发明 之温度控制方法; 图7为一局部示意图、其系向下视入另一个热能转 换单元实施例之多重加热冷却环式的配置情形,以 及与环式配置相关之许多温度感应器阵列; 图8A为图2所示结构之一部份的局部放大视图,其系 显示位于承载头之晶圆装设表面上的一承载膜,其 中该承载膜之热力配置、其热传导系数系随着该 膜在不同区域的位置而有所变化; 图8B为图8A所示之承载膜的平面图,用以说明该承 载膜之不同区域; 图9为一流程图、其系说明了在化学机械研磨操作 期间用以监视晶圆温度之方法的操作项目; 图10为一图表、其系描述了晶圆温度对时间在CMP 操作期间之控制情形; 图11为一示意图、其系为个别的温度控制用研浆 供应器将个别的温度控制研浆流滴在一研磨带之 上的情形。 |
