[发明专利]用于化学机械研磨的方法、系统与研磨垫

权利要求书

1.一种化学机械研磨系统，包含：

基板支撑件，经配置以在研磨操作期间在固定的角定向上固持基板；

可移动的衬垫支撑件，经配置以固持研磨垫，所述研磨垫具有弧形接触区域并且具有不大于所述基板的半径的直径；以及

驱动系统，经配置以在所述研磨垫与所述基板的上表面接触的同时以轨道运动移动所述衬垫支撑件及研磨垫，所述轨道运动具有不大于所述研磨垫的直径的轨道半径且将所述研磨垫维持在相对于所述基板的固定的角定向上。

2.如权利要求1所述的化学机械研磨系统，其中所述驱动系统经配置以使所述垫以每分钟转数1000至5000的速率在轨道中转动。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述驱动系统包含所述衬垫支撑件中的凹部、延伸至所述凹部中的可旋转凸轮、用于旋转所述凸轮的电机、以及连杆，所述连杆将所述衬垫支撑件耦接至固定的支撑件以防止所述衬垫支撑件的旋转。

4.如权利要求1所述的系统，包括定位驱动系统以跨所述基板横向移动所述衬垫支撑件。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述定位驱动系统包括两个线性致动器，所述两个线性致动器经配置以在两个垂直方向上移动所述衬垫支撑件。

6.如权利要求5所述的系统，包括控制器，所述控制器耦接至所述两个线性致动器并且经配置以引发所述两个线性致动器以轨道运动移动所述衬垫支撑件。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述驱动系统包括支撑所述衬垫支撑件的臂、用于旋转所述臂的第一旋转致动器以及用于旋转所述衬垫支撑件以抵消相对于所述基板的旋转运动的第二旋转致动器。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述驱动系统经配置以在所述轨道运动期间、以不大于所述轨道运动的瞬时速度的5%的速度跨所述基板横向扫掠所述研磨垫。

9.如权利要求1所述的系统，其中所述弧形接触区域的直径介于所述基板的直径的1%与10%之间。

10.如权利要求1所述的系统，其中所述轨道半径介于所述弧形接触区域的直径的5%与50%之间。

11.如权利要求1所述的系统，其中所述研磨垫包含自层的突起部，且所述突起部的底表面提供所述弧形接触区域。

12.一种化学机械研磨方法，所述方法包含以下步骤：

在研磨操作期间在固定的角定向上固持基板；

使研磨垫与所述基板在弧形接触区域内产生接触，所述接触区域具有不大于所述基板的半径的直径；

在所述研磨垫的所述弧形接触区域与所述基板的上表面接触的同时产生所述研磨垫与所述基板之间的相对运动，所述相对运动包含轨道运动，所述轨道运动具有不大于所述研磨垫的直径的轨道半径；及

在所述轨道运动期间，将所述研磨垫维持在相对于所述基板的固定的角定向上。

13.如权利要求12所述的方法，包含以下步骤：在所述轨道运动期间，在固定的横向位置中固持所述基板。

14.如权利要求13所述的方法，进一步包含以下步骤：在所述轨道运动期间，以不大于所述轨道运动的瞬时速度的5%的速度跨所述基板横向地扫掠所述研磨垫。