半导体制程方法与流程

本申请实施例涉及一种半导体制程方法，特别涉及一种在化学机械研磨(chemicalmechanicalpolish，cmp)制程中控制研磨垫的温度的方法。

背景技术：

化学机械研磨(cmp)是用来形成集成电路的一常见做法。cmp通常用于半导体晶圆的平坦化。cmp可利用物理及化学力的协同效应(synergeticeffect)来研磨晶圆。其实施方式包括，当一晶圆被放置于一研磨垫上时，施加一负载力至晶圆的背面，且在研磨垫及晶圆被转动的同时，使包含磨料(abrasives)及反应性化学品(reactivechemicals)的一研磨浆(slurry)通过两者之间。cmp是实现晶圆整体平坦化的一有效方法。

技术实现要素：

本申请一实施例提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括使用一垫修整器的一碟盘对研磨垫进行修整。此外，上述方法还包括将一热交换介质导入碟盘。其中，被导入碟盘的热交换介质具有一第一温度，不同于研磨垫的一第二温度。

本申请一实施例提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括使用一垫修整器的一碟盘对研磨垫进行修整。上述方法还包括将一冷却介质导入及导出碟盘，其中冷却介质用于降低研磨垫的一顶表面温度。此外，上述方法还包括将一加热介质导入及导出碟盘，其中加热介质用于提高研磨垫的顶表面温度。

本申请一实施例提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括执行一第一检测，以检测研磨垫的一温度。上述方法还包括基于所检测到的温度高于一第一预定温度的情况，将一冷却介质导入及导出一垫修整器的碟盘，其中碟盘在冷却介质被传导的同时对研磨垫进行修整。此外，上述方法还包括基于所检测到的温度低于一第二预定温度的情况，将一加热介质导入及导出碟盘，其中碟盘在加热介质被传导的同时对研磨垫进行修整。

附图说明

根据以下的详细说明并配合说明书附图做完整公开。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。

图1显示根据一些实施例一化学机械研磨(cmp)装置/系统的部分的示意图。

图2显示根据一些实施例研磨垫在cmp期间的一些温度曲线。

图3显示根据一些实施例一cmp装置/系统的部分的示意图，其中一垫修整器的一碟盘被移离一研磨垫。

图4显示根据一些实施例一研磨垫的峰值温度为被研磨的晶圆的顺序的函数的示意图。

图5显示根据一些实施例一晶圆固持器的剖视图。

图6显示根据一些实施例研磨垫在cmp期间的一些温度曲线。

图7显示根据一些实施例研磨垫在cmp期间的一些温度曲线。

第8a及8b图分别显示根据一些实施例，用于传导冷却介质或加热介质的通道的锯齿状配置及螺旋状配置。

附图标记说明：

10～化学机械研磨装置、化学机械研磨系统；

12～研磨平台；

14～研磨垫；

16～晶圆固持器；

18～研磨浆分配器；

20～碟盘；

22～研磨浆；

24～晶圆；

26～垫修整器；

30、32～线；

36a、36b～通道；

38～碟盘固持器；

40～载热介质、热交换介质；

50～晶圆承载组件、承载组件；

52～空气通道；

54～可挠性薄膜；

56～固持环；

58a、58b～通道；

60～热交换介质；

62～温度计；

66～控制单元、控制器；

68、70～热交换介质供应单元；

72、74～线；

t1、t2～时间；

δt1、δt2～时间间隔；

t1、t2、t3、t4、t5、t6、t7～温度。

具体实施方式

以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是实施例中叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的情况，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的情况。另外，以下不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。

此外，一些空间相关用词。例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。

以下根据各个示例性实施例，提供一种在化学机械研磨(cmp)制程中控制研磨垫的温度的方法以及控制温度的装置，并根据一些实施例说明实现温度控制的步骤。另外，一些实施例的变形也会讨论到。在以下说明的各个视图与实施例中，相同的参考符号用于指定相同的元件。以下描述中，当一晶圆被称为正”被研磨”时，表示正在晶圆上进行一cmp制程。

图1显示根据本公开一些实施例一cmp装置/系统的部分的示意图。cmp系统10包括研磨平台12、在研磨平台12上方的研磨垫14、以及在研磨垫14上方的晶圆固持器16。研磨浆分配器18具有直接位在研磨垫14上方的一出口，用于将研磨浆22分配到研磨垫14上。垫修整器(padconditioner)26的碟盘(disk)20亦被置于研磨垫14的顶表面上。在本公开中，碟盘20亦可称作一修整碟盘。

在cmp期间，研磨浆22由研磨浆分配器18分配到研磨垫14上。研磨浆22包括一(些)反应性化学品，其可与要被研磨的晶圆的表层进行反应。此外，研磨浆22包括用于机械地研磨晶圆的磨粒(abrasiveparticles)。

研磨垫14由一硬度足够允许研磨浆22中的磨粒对晶圆进行机械性研磨的材料所形成，其中晶圆被固持于晶圆固持器16中(参照图5)。另一方面，研磨垫14也足够软，使其基本上不会刮伤晶圆。在cmp期间，研磨平台12由一机构(图未示)旋转，且固定于其上的研磨垫14也随着转动的研磨平台12一起旋转。用于旋转研磨垫14的机构(例如马达及驱动部件)并未被示出的。

另一方面，在cmp期间，晶圆固持器16的一部分也会旋转，并造成固定于晶圆固持器16中的晶圆24(图5)的转动。根据本公开一些实施例，晶圆固持器16及研磨垫14沿着相同方向旋转(从cmp装置10的顶部观察时，皆为顺时针或逆时针方向)。或者，根据本公开一些实施例，晶圆固持器16及研磨垫14沿着相反方向旋转。用于旋转晶圆固持器16(或者称作研磨头)的机构并未被示出的。随着研磨垫14及晶圆固持器16的转动，且进一步由于晶圆固持器16在研磨垫14上方的移动(摆动)，研磨浆22被分配到晶圆24和研磨垫14之间。通过研磨浆22中的反应性化学品与晶圆24的表层之间的化学反应，且进一步通过机械性研磨，晶圆24的表层被平坦化。

垫修整器26用于研磨垫14的修整。在图1中，为垫修整器26的一部分的碟盘20被置于研磨垫14上。碟盘20可包括一金属板及固定于金属板上的磨粒(未分开显示)。在一些实施例中，金属板可由不锈钢制成，磨粒可由例如钻石形成。碟盘20的功能为清洁及移除在cmp制程中生成在研磨垫14上的不需要的副产物。此外，当与研磨垫14接触及研磨时，碟盘20上的磨粒具有保持研磨垫14的粗糙度的功能，使得研磨垫14可具有用于执行机械研磨功能的足够的粗糙度。根据本公开一些实施例，当研磨垫14要被修整时，将碟盘20和研磨垫14的顶表面接触。在修整期间，研磨垫14及碟盘20皆旋转，使得碟盘20的磨粒摩擦研磨垫14的顶表面，因而可重新纹理化(re-texturize)研磨垫14的顶表面。此外，在cmp期间，碟盘20及晶圆固持器16可在研磨垫14的中心与研磨垫14的边缘之间摆动。

cmp制程可以利用化学效应及机械效应来达到晶圆的平坦化。如图1所示，为了执行cmp，包含化学性反应品及磨料的研磨浆22被分配。化学效应来自于研磨浆22中的反应性化学品和晶圆的表面材料之间的反应。机械效应来自于研磨浆22中的磨料对晶圆的研磨。化学效应及机械效应皆可能导致晶圆的温度随着时间增加。例如，化学反应可能导致热量被释放，而机械效应亦会产生摩擦热。由于上述化学效应及机械效应，研磨垫14及晶圆的温度在cmp期间可能增加及改变。

举例来说，图2显示研磨垫的温度为时间的函数。”开始”时间表示一晶圆被研磨的开始时间。”结束”时间表示在同一晶圆上执行cmp的结束时间。线30则表示晶圆在其上被研磨的研磨垫的一实际温度。在cmp的初始阶段，晶圆的温度t1低，其可以为室温(例如，约21℃)或略高。在低温下，通过测量每单位时间由于cmp所造成晶圆厚度的减少而得到的cmp速率低，导致cmp制程的产能差。

如图2中的线30所示，研磨垫的温度会随着cmp处理时间增加，直到研磨垫的温度达到一峰值温度。当温度增加时，化学反应可以加速，而研磨垫会变软。例如，研磨垫可包括有机材料，其在升高的温度下会变软，此可能是因为较高的温度更接近研磨垫中的材料的相应的玻璃转化温度(glasstransitiontemperature)造成。因此，机械效应降低，而化学效应则得到加强。若温度太高时，被研磨的晶圆可能发生凹陷(dishing)，并使得晶圆的一些部分可能比其他部分更加凹陷。在未移除晶圆的凹陷部分的情况下，设定用来移除晶圆的突起部分的机械效应将被减弱，而无法消除凹陷。此原因在于硬的研磨垫将接触及研磨晶圆的突起部分，而不会接触及研磨晶圆的凹陷部分。具有减弱的机械性能的研磨垫则较软，故在研磨期间被压在晶圆上时其形状可能发生改变。如此一来，软的研磨垫亦可与晶圆的凹陷部分接触及研磨。

基于上述，因研磨垫14(图1)的低温会造成cmp制程的产能差，而研磨垫14的高温则会造成被研磨的晶圆的凹陷，故期望在cmp期间，研磨垫14的温度可以维持在一期望范围内，其被表示为温度t3与t4之间的范围。理想上，研磨垫14的温度被维持在一最佳温度(例如图2中所示的温度t2)附近。在期望温度范围内，cmp制程的产能将足够高，并且可将凹陷效应控制在一可接受的程度。根据一些实施例，线32表示研磨垫14的一期望温度曲线。线32指出，期望在cmp制程的至少部分期间，研磨垫14的温度可以被维持在最佳温度t2。

也要了解的是，由于不同的cmp情况，例如不同的研磨浆/化学品、不同的晶圆转速等，cmp制程可包括具有不同的最佳温度的多个子阶段(sub-stages)。例如，在图2所示的一例示(如线32所示)中，在研磨垫14被控制在具有温度t2的阶段之后，研磨垫14的最佳温度为t5。在其他例示中，在一晶圆的cmp期间，可能存在单一个期望温度或两个以上的期望温度。

除了在cmp期间产生的热量外，研磨垫(例如图1中的研磨垫14)的温度也会受其他因素的影响。例如，晶圆通常被分组为多个批次(batchesorlots)，各批次包括多个晶圆。研磨垫在每个晶圆的研磨期间具有一峰值温度，且图4显示研磨垫的温度为被研磨的晶圆的顺序的函数。在相同批次中晶圆之间的间隔与在不同批次之间的间隔不同，导致研磨垫的温度波动。在相同批次(例如批次1和批次2)中的晶圆之间，时间间隔为δt1。在同一批次中，研磨垫的峰值温度随着前几个晶圆的研磨逐渐增加，并在后续的晶圆最终达到稳定。而在批次之间，时间间隔为δt2，其是在前一批次(例如批次1)的最后一个晶圆(例如晶圆#12)的结束时间与后续批次(例如批次2)的第一个晶圆(例如晶圆#13)的开始时间之间的一期间。时间间隔δt2明显长于时间间隔δt1，因此研磨垫在此期间冷却更多。当晶圆#13被研磨时，研磨垫的温度必须重新开始上升。因此，难以控制会受到各种因素影响的研磨垫的温度。

根据本公开一些实施例，如图1所示，垫修整器26内建有通道36a。通道36a包括用于传导载热介质的一中空通道。载热介质流入通道36a、接着与碟盘20进行热交换、之后流出通道36a。由于碟盘20与研磨垫14的顶表面接触，故在碟盘20与研磨垫14之间可以传导热量。因此，载热介质40可以用于加热或冷却研磨垫14。如图8a及图8b所示，从碟盘20的顶部观察时，通道36a可具有但不限定于，从一锯齿状(图8a)及一螺旋状(图8b)中所选择的一顶视形状。

垫修整器26包括与碟盘20连接的碟盘固持器38。根据本公开一些实施例，通道36a具有内建在碟盘固持器38中的一部分，且通道36a不延伸到碟盘20中。由于碟盘固持器38及碟盘20在研磨垫14的修整期间会旋转，故通道36a可以由旋转接头(rotaryunion)所形成，使得通道36a能够被引导到旋转碟盘固持器38中。旋转接头的设计属于本领域的现有技术，故在此不做赘述。

根据本公开一些实施例，热交换介质40包括一冷却介质(coolant)，其温度低于研磨垫14的温度。冷却介质可以是油、去离子水、或气体等。冷却介质的温度也可以高于、等于或低于室温(例如约21℃)。根据本公开一些实施例，热交换介质40(冷却介质)的温度是在约0℃至约18℃的范围内。因此，当热交换介质40流过通道36a时，热量可从研磨垫14传递到碟盘20，接着进入碟盘固持器38，之后被热交换介质40带走。如此一来，研磨垫14可被冷却。

根据本公开一些实施例，热交换介质40包括一加热介质(heatingmedia)，其温度高于研磨垫14的温度。加热介质也可以是油、去离子水、或气体等。根据本公开一些实施例，热交换介质40(加热介质)的温度是在约25℃至约45℃的范围内。因此，当热交换介质40流过通道36a时，热量可从热交换介质40经由碟盘固持器38及碟盘20传递到研磨垫14。如此一来，研磨垫14可被加热。

根据本公开一些实施例，通道36a用于冷却及加热研磨垫14。例如，当研磨垫14需要被加热时，一加热介质通过通道36a被传导，而研磨垫14需要被冷却时，一冷却介质通过同一通道36a被传导。

在研磨垫14的修整期间，碟盘20在研磨垫14的中心与边缘之间来回摆动。结合碟盘20的摆动及研磨垫14的转动，使得碟盘20能够加热或冷却研磨垫14的整个顶表面。此外，研磨垫14的加热及冷却可以在每个晶圆的研磨之前、期间及/或之后进行。

如图3所示，通过将碟盘20移离研磨垫14可以停止热交换，其能够快速地停止热传递。根据本公开一些实施例，通过传导与研磨垫14具有相同或相似温度的一热交换介质40可以停止热交换。例如，当热交换介质40的温度与研磨垫14的温度的差值小于约3℃时，在两者之间的热交换会变慢，并可视为停止。也可以不将任何热交换介质通过通道36a传导来停止热交换。这些实施例可以在需要继续修整研磨垫时使用，且此时研磨垫14的温度已经在期望范围内。

根据本公开一些实施例，垫修整器26具有如前面段落中讨论过的单一通道36a，故被称作一单通道垫修整器。根据本公开一些替代实施例，垫修整器26具有一双通道设计，其可通过两个通道来实现。例如，图1中示出的出除了通道36a以外的通道36b，其中通道36b亦延伸到碟盘固持器38中。通道36a及36b为独立的通道，可以被独立操作而不相互影响。根据本公开一些实施例，通道36a及36b中的一者(例如通道36a)用于传导一冷却介质，而另一通道(例如通道36b)则用于传导一加热介质。当研磨垫14要被冷却时，一冷却介质被导入通道36a中，且通过通道36b的加热介质的传导被停止。反之，当研磨垫14要被加热时，一加热介质被导入通道36b中，且通过通道36a的冷却介质的传导被停止。适用于冷却介质及加热介质的材料可类似于上述用于单通道(一个通道)的材料。当研磨垫14既不需要被加热也不需要被冷却时，例如，当研磨垫14的温度在期望范围t3～t4(图2)内时，可将冷却介质及加热介质的传导皆停止，或者将两传导皆采用具有与研磨垫14的温度相同或实质上相同(例如，差值小于约3℃)的温度的介质来实施。在图1中，使用虚线示出的通道36b表示通道36b可能存在或可能不存在。

根据本公开一些实施例，如图1所示，在晶圆固持器16中形成有通道58a/58b。图5显示一示例性晶圆固持器16的剖视图。晶圆固持器16包括用于固持晶圆24的晶圆承载组件50。晶圆承载组件50包括空气通道52，可在其中产生真空。通过对空气通道52抽真空，可以将晶圆24吸起，并用于将晶圆24传送至及远离研磨垫14(图1)。空气通道52亦包括在可挠性薄膜54中的一些部分。可挠性薄膜54用于在晶圆24上施加一均匀的压力，使得晶圆24在cmp制程期间被压在研磨垫14上。固持环56用于在cmp期间保持晶圆24在适当位置，并在cmp期间使得晶圆24在研磨垫14上前后摆动。

根据本公开一些实施例，通道58a内建在晶圆承载组件50中。尽管未显示在图5中，每个通道58a及58b可在晶圆固持器16中形成一环，且每个通道58a及58b包括如图中所示的一入口及一出口。热交换介质60被导入及导出通道58a。因此，研磨垫14通过热交换介质60的传导可以被加热或冷却。通道58a及58b(以及通道36b)也可具有如图8a或图8b中所示类似的顶视形状。

根据本公开一些实施例，热交换介质60包括一冷却介质，其温度低于研磨垫14的温度。热交换介质60(冷却介质)可以是油、去离子水、或气体等。温度也可以高于、等于或低于室温。根据本公开一些实施例，热交换介质60的温度是在约0℃至约18℃的范围内。因此，当热交换介质60流过通道58a时，热量从研磨垫14传递到固持环56及晶圆24，接着进入晶圆承载组件50，之后被热交换介质60带走。如此一来，研磨垫14可被冷却。

根据本公开一些实施例，热交换介质60包括一加热介质，其温度高于研磨垫14的温度。热交换介质60(加热介质)也可以是油、去离子水、或气体等。根据本公开一些实施例，热交换介质60的温度是在约25℃至约45℃的范围内。因此，当热交换介质60流过通道58a时，热量从热交换介质60经由固持环56及晶圆24传递到研磨垫14。如此一来，研磨垫14可被加热。

根据本公开一些实施例，承载组件50为一单通道组件，且通道58a用于冷却及加热研磨垫14。例如，当研磨垫14需要被加热时，一加热介质通过通道58a被传导，而研磨垫14需要被冷却时，一冷却介质通过同一通道58a被传导。根据本公开一些替代实施例，承载组件50为一双通道组件，内建有通道58a及通道58b。通道58a及58b为独立的通道，可以被独立操作而不相互影响。根据本公开一些实施例，通道58a及58b中的一者用于传导一冷却介质，而另一通道则用于传导一加热介质。在双通道方案的操作中，当研磨垫14要被冷却时，一冷却介质被导入通道58a中，且通过通道58b的加热介质的传导被停止。反之，当研磨垫14要被加热时，一加热介质被导入通道58b中，且通过通道58a的冷却介质的传导被停止。当研磨垫14既不需要被加热也不需要被冷却时，例如，当研磨垫14的温度在期望范围内时，可将冷却介质及加热介质的传导皆停止，或者将两传导皆采用具有与研磨垫14的温度相同或实质上相同(例如，差值小于约5℃)的温度的介质来实施。

根据本公开一些实施例，热交换通道内建在研磨垫14及晶圆固持器16的任一者中。根据本公开一些替代实施例，在研磨垫14及晶圆固持器16中皆内建有热交换通道，以便于实现更快速的热交换。当研磨垫14需要被加热或冷却时，可使用研磨垫14及晶圆固持器16中的一者或两者。

根据本公开一些实施例，可以对研磨垫14的温度执行一实时检测，例如，使用一非接触式温度计。图1示出的出温度计62，以表示用于检测研磨垫14的温度的机构。根据一些实施例，温度计62为一红外线温度计。热交换介质40及/或60的传导基于(inresponseto)所检测到的温度被控制。例如，当所检测到的温度高于期望温度范围的上限t4(图2)时，冷却介质被导入如上述的通道36a/36b/58a/58b，以降低研磨垫14的温度。反之，当所检测到的温度低于期望温度范围的下限t3(图2)时，加热介质被导入如上述的通道36a/36b/58a/58b，以提高研磨垫14的温度。根据本公开一些实施例，当温度是在期望范围t3～t4(图2)内时，将冷却介质及加热介质的传导皆停止，或者将具有与研磨垫14的温度相同或实质上相同(例如，差值小于约3℃)的温度的热交换介质导入上述通道。根据本公开一些实施例，当所检测到的温度是在期望范围内时，碟盘20(图1)亦可被移离研磨垫14来停止热传递。

图1亦示出的出控制单元66，其电(及/或信号)连接至垫修整器26、晶圆固持器16、温度计62、研磨浆分配器18、及热交换介质供应单元68和70。热交换介质供应单元68和70分别配置用于供应具有期望温度的热交换介质40及60。仅管未示出，每个热交换介质供应单元68和70可包括冷却介质储存器及/或加热介质储存器，且冷却介质和加热介质分别储存于冷却介质储存器和加热介质储存器中。控制单元66具有操作及同步上述功能元件的运行的功能，上述功能元件包括但不限定于，垫修整器26、晶圆固持器16、温度计62、研磨浆分配器18、及热交换介质供应单元68和70。如此一来，可实现检测及控制研磨垫14的温度的功能。

图6显示在一晶圆的cmp制程中研磨垫的示例性温度曲线。线72表示，在使用根据本公开一些实施例的温度控制方法时研磨垫14的温度。线30仍表示，在未使用根据本公开一些实施例的温度控制方法时研磨垫的温度。在”开始”时间(晶圆24(图5)在此时间点开始被研磨)之前，热交换介质40及/或60(加热介质)(图1)被导入垫修整器26及/或晶圆固持器16，使得温度被提升至期望范围t3～t4内。在研磨垫14的温度在期望范围内之后，晶圆24开始被研磨。在cmp期间，当需要时，热交换介质40及/或60(冷却介质)可在某个时间被导入垫修整器26(图1)及/或晶圆固持器16。因此，在化学反应及摩擦期间产生的热量可被导走，使得研磨垫14的温度被维持在期望温度范围t3～t4内。在需要一较低温度范围t6～t7的阶段，热交换介质40及/或60(冷却介质)被传导以将研磨垫14的温度快速地降低至期望温度范围t6～t7内。在同一批次的晶圆的cmp的间隔期间，及在不同批次的间隔期间，热交换介质40及/或60(加热介质)可被导入垫修整器26及/或晶圆固持器16(图1)，使得研磨垫14被维持在适用于下一个晶圆的最佳温度。

在冷却及加热期间，冷却介质及加热介质的温度也可以被控制。例如，当需要快速冷却时，具有一第一温度的热交换介质40/60(冷却介质)被传导，而当需要缓慢冷却时，具有一高于第一温度的第二温度(但仍低于研磨垫的温度)的热交换介质40/60(冷却介质)被传导。类似地，当需要快速加热时，具有一第一温度的热交换介质40/60(加热介质)被传导，而当需要缓慢加热时，具有一低于第一温度的第二温度的热交换介质40/60(加热介质)被传导。

在冷却及加热期间，流入垫修整器26及/或晶圆固持器16的冷却介质及加热介质的流速(量)也可以被控制。例如，当需要快速冷却时，热交换介质40/60(冷却介质)以一第一流速被传导，而当需要缓慢冷却时，热交换介质40/60(冷却介质)以一低于第一流速的第二速率被传导。类似地，当需要快速加热时，热交换介质40/60(加热介质)以一第一流速被传导，而当需要缓慢加热时，热交换介质40/60(加热介质)以一低于第一流速的第二速率被传导。

图7显示用于研磨另一晶圆的研磨垫的另一示例性温度曲线。线74表示研磨垫14的温度。在”开始”时间(晶圆在此时间点开始被研磨)之前，加热介质被导入垫修整器26(图1)，使得温度被提升至期望范围t3～t4内(图2)。接着，晶圆开始被研磨。在cmp期间，研磨垫14(图1)的温度被监控，例如，使用温度计62(图1)。假设在时间t1，研磨垫14被检测到具有高于期望范围的上限t4的温度，控制器66(图1)将控制热交换介质分配单元68及/或70以分配冷却介质至垫修整器26及/或晶圆固持器16中，使得研磨垫14被冷却，直到研磨垫14的温度回到期望范围t3～t4内。假设在时间t2(图7)，研磨垫14被检测到具有低于期望范围的下限t3(图2)的温度，控制器66(图1)将控制加热介质被导入垫修整器26及/或晶圆固持器16以加热研磨垫，直到研磨垫14的温度回到期望范围内。当所检测到的温度在期望范围t3～t4内时，碟盘20可以被移离研磨垫14，或者一与研磨垫14的温度接近的热交换介质可被传导。亦或者，当所检测到的温度在期望范围t3～t4内时，不再将冷却介质或加热介质导入碟盘20及晶圆固持器16。

本公开实施例具有一些有利的特征。冷却介质可被传导至研磨垫下方的平台，以降低研磨垫的温度。然而，研磨垫是由多孔材料制成且为热绝缘体，故非常难以将研磨垫的顶表面上的热量通过研磨垫传递到平台。已发现当平台被冷却降低摄氏20度时，研磨垫的顶表面温度仅能被降低约摄氏2度。根据本公开一些实施例，热交换则直接发生于研磨垫14的顶表面，且热量不必经过绝热的研磨垫14。热传递效率可以明显提升。除此之外，冷却/加热机构内建在现有的部件(垫修整器及晶圆固持器)中，因此没有加入额外的部件来干扰现有的部件的运行。本公开实施例也提供一种用于加热研磨垫的机构，以便提升cmp制程的产能。

根据一些实施例，提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括使用一垫修整器的一碟盘对研磨垫进行修整。此外，上述方法还包括将一热交换介质导入碟盘。其中，被导入碟盘的热交换介质具有一第一温度，不同于研磨垫的一第二温度。

根据一些实施例，传导热交换介质包括传导一冷却介质，其中冷却介质的第一温度低于上述第二温度。

根据一些实施例，传导热交换介质包括传导一加热介质，其中加热介质的第一温度高于第二温度。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括检测研磨垫的第二温度，以及基于第二温度，从一冷却介质与一加热介质中选择热交换介质，以及将所选择的热交换介质导入碟盘。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括执行一第一检测以检测研磨垫的一第三温度，以及基于第三温度，保持垫修整器的碟盘与研磨垫接触。

根据一些实施例，热交换介质被导入碟盘中的一通道，且通道的一部分具有从螺旋状及锯齿状中所选择的一顶视形状。

根据一些实施例，热交换介质包括一冷却介质，且半导体制程方法还包括停止传导冷却介质，以及将一加热介质导入垫修整器。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括将一热交换介质导入一晶圆固持器，其将晶圆固持于研磨垫之上。

根据一些实施例，提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括使用一垫修整器的一碟盘对研磨垫进行修整。上述方法还包括将一冷却介质导入及导出碟盘，其中冷却介质用于降低研磨垫的一顶表面温度。此外，上述方法还包括将一加热介质导入及导出碟盘，其中加热介质用于提高研磨垫的顶表面温度。

根据一些实施例，冷却介质被导入及导出碟盘的一第一通道，加热介质被导入及导出碟盘的一第二通道，且第一通道与第二通道为独立的通道。

根据一些实施例，冷却介质与加热介质被导入及导出碟盘的一相同的通道，并且在不同的时间被传导。

根据一些实施例，加热介质在没有晶圆在研磨垫上被研磨时被传导，且冷却介质在晶圆开始被研磨之后被传导。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括检测研磨垫的顶表面温度，以及基于所检测到的顶表面温度，选择冷却介质与加热介质的其中一者并将其导入碟盘。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括检测研磨垫的顶表面温度，以及基于所检测到的顶表面温度，将与研磨垫接触的垫修整器的碟盘移离研磨垫。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括将一额外的冷却介质导入置于研磨垫上方的一晶圆固持器。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括将一额外的加热介质导入置于研磨垫上方的一晶圆固持器。

根据一些实施例，提供一种半导体制程方法，包括在一研磨垫上研磨一晶圆。上述方法亦包括执行一第一检测，以检测研磨垫的一温度。上述方法还包括基于所检测到的温度高于一第一预定温度的情况，将一冷却介质导入及导出一垫修整器的一碟盘，其中碟盘在冷却介质被传导的同时对研磨垫进行修整。此外，上述方法还包括基于所检测到的温度低于一第二预定温度的情况，将一加热介质导入及导出碟盘，其中碟盘在加热介质被传导的同时对研磨垫进行修整。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括基于所检测到的温度低于第一预定温度且高于第二预定温度的情况，将垫修整器的碟盘移离研磨垫。

根据一些实施例，当冷却介质或加热介质被传导时，晶圆正在被研磨。

根据一些实施例，半导体制程方法还包括将一额外的冷却介质导入置于研磨垫上方的一晶圆固持器。

前述内文概述了许多实施例的特征，使本技术领域中技术人员可以从各个方面优选地了解本申请。本技术领域中技术人员应可理解，且可轻易地以本申请实施例为基础来设计或修饰其他制程及结构，并以此达到相同的目的及/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本技术领域中技术人员也应了解这些相等的结构并未背离本申请的发明构思与范围。在不背离本申请的发明构思与范围的前提下，可对本申请实施例进行各种改变、置换或修改。