本揭露是关于一种半导体装置的制造方法，特别是关于一种进行化学机械平坦化的方法及其相关设备。
背景技术：
本揭露是关于一种半导体装置的制造方法。特别地是，揭露主体是关于一种进行化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing，cmp)的方法及其相关设备。
化学机械研磨/平坦化(chemicalmechanicalpolishing/planarization，cmp)是平滑化半导体晶圆的表面的重要制程，其是通过化学蚀刻及物理研磨两者来平滑化半导体晶圆的表面。半导体晶圆是安装在研磨头上，其中研磨头是在化学机械研磨制程中旋转。旋转研磨头压抵半导体晶圆，以使其抵靠旋转研磨衬垫。包含化学蚀刻剂及胶体微粒的研磨液是施加于研磨衬垫上。表面上的不规则性是被移除，以导致半导体晶圆的平坦化。
半导体晶圆的尺寸已增加，以优化生产量及减少每个晶粒的成本。举例而言，在晶圆尺寸由300mm转变至450mm中，晶圆面积增加125％。整个晶圆的平坦度及厚度的均匀性在此较大的晶圆中变的较难维持。
技术实现要素：
本揭露的一态样提供一种用于化学机械平坦化的设备以及进行化学机械平坦化的方法。根据一些实施例，用于化学机械平坦化的设备包含衬垫、载体头、容槽及光源。衬垫是设置在可旋转平台上。载体头是设置在衬垫上，且载体头是配置以固定半导体基材在衬垫及载体头之间。容槽是配置以容纳含有组成物的液体(例如研磨液、溶液或溶剂)。至少一管件是流体地耦合至容槽，且至少一管件包含光催化剂于其中。管口是通过至少一管件流体地耦合至容槽，且是配置以供给含有组成物的液体至衬垫上。光源是配置以提供光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。
本揭露的另一态样提供一种方法，其是包含提供介于载体头及衬垫之间的半导体基材，其中衬垫是设置在可旋转平台上。载体头是配置以固定半导体基材在衬垫及载体头之间。方法也包含透过至少一管件，从容槽提供含有组成物的液体至管口，其中至少一管件是流体地耦合至容槽及管口，且至少一管件包含光催化剂于其中。方法也包含由光源施予光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。方法亦包含从管口施予含有组成物的液体至衬垫，以及在旋转衬垫时研磨半导体基材。
本揭露的再一态样提供一种方法。方法包含提供半导体基材在衬垫上，其中衬垫是设置在可旋转平台上。方法也包含透过至少一管件，从容槽提供含有组成物的液体至管口，其中至少一管件是流体地耦合至容槽及管口。至少一管件包含光催化剂于其中。在一些实施例中，含有组成物的液体为研磨液或包含双氧水的溶液。光催化剂包含过渡金属或其化合物。方法也包含由光源施加光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。光线为可见光或紫外光。方法也包含从管口施予含有组成物的液体至衬垫，以及在旋转衬垫时，研磨半导体基材。
附图说明
根据以下详细说明并配合附图阅读，使本揭露的态样获致较佳的理解。需注意的是，如同业界的标准作法，许多特征并不是按照比例绘示的。事实上，为了进行清楚讨论，许多特征的尺寸可以经过任意缩放。
图1a是绘示根据一些实施例的一例示化学机械研磨系统的示意图；
图1b是绘示根据一些实施例的另一例示化学机械研磨系统的示意图；
图2a为图1a的虚线框a的放大图，其是绘示根据一些实施例的包含光催化剂的管件的部分；
图2b为图1a的虚线框a的放大图，其是绘示根据一些实施例的包含光催化剂的管件的部分在垂直方向上的透视图；
图2c为图1a的虚线框a的放大图，其是绘示根据一些实施例的包含一例示盘状光催化剂配置的管件的部分的透视图；
图2d为图1a的虚线框a的放大图，其是绘示根据一些实施例的一例示圆柱状光催化剂配置的透视图；
图2e为图1a的虚线框a的放大图，其是绘示根据一些实施例的包含二个光催化剂盘彼此垂直安装的一例示光催化剂配置的透视图；
图2f是绘示根据一些实施例的装配为栅状的多个光催化剂的透视图；
图3是绘示移除率与光强度的关系图；
图4是绘示根据一些实施例的利用具有光催化剂及光源的化学机械研磨系统对基材研磨及/或平坦化的例示方法的流程图；
图5是绘示根据一些实施例的具有光催化剂及光源的化学机械研磨系统的材料移除率的调整方法的流程图；
图6是绘示根据一些实施例的用以调整光源强度的例示自动化系统的方块图。
具体实施方式
以下揭露提供许多不同实施例或例示，以实施发明的不同特征。以下叙述的成份和排列方式的特定例示是为了简化本揭露。这些当然仅是做为例示，其目的不在构成限制。举例而言，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征和第二特征有直接接触的实施例，也包含有其他特征形成在第一特征和第二特征之间，以致第一特征和第二特征没有直接接触的实施例。许多特征的尺寸可以不同比例绘示，以使其简化且清晰。除此之外，本揭露在各种例示中会重复元件符号及/或字母。此重复的目的是为了简化和明确，并不表示所讨论的各种实施例及/或配置之间有任何关系。
再者，空间相对性用语，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”等，是为了易于描述附图中所绘示的元素或特征和其他元素或特征的关系。空间相对性用语除了附图中所描绘的方向外，还包含元件在使用或操作时的不同方向。装置可以其他方式定向(旋转90度或在其他方向)，而本文所用的空间相对性描述也可以如此解读。
除非在内文内另有清楚表述，本揭露中单数形的“一”和“该”也可以包含复数形，而特定数值表示的是至少包含此特定值。因此，举例而言，“一光催化剂”是表示一或多个此结构以及对本领域中具有通常知识者而言的类似物等。当数值是以近似值表示，通过使用先行词“大约(about)”，应理解特定值形成其他实施例。如此处所述，“大约x(其中x为数值)”较佳是指包含所述值的±10％。举例而言，用语“大约8”较佳(但并非一定)是表示为包含7.2％至8.8％的值。若有，所有范围皆可包含及结合。举例而言，当叙述为“1至5”的范围，此描述范围应被认为包含“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2及4至5”、“1至3及5”、“2至5”等。除此之外，当明确地提供一系列的取代物时，此系列是代表可包含其中的任一取代物，例如在权利要求中的负面表示(negativelimitation)。举例而言，当叙述为“1至5”的范围，所述范围可被认为包含1、2、3、4或5的任一状况是负面排除的；因此，“1至5”的复述可被认为是“1及3至5，但不是2”或简述为“其中不包含2”。应注意的是，在此明确表示的任何组成、成分、特征或步骤在权利要求中可明确地被排除，无论这些组成、成分、特征或步骤是否独立地被描述。
除非有另外清楚地表示，所述用语“含有组成物的液体”应理解为含有液体的任何组成物，且其包含但不限于研磨液、溶液、溶剂及前述的任意组合。含有组成物的液体可在化学机械研磨制程中施加于衬垫上。在一些实施例中，含有组成物的液体为研磨液，其可选择性地包含双氧水。在一些其他的实施例中，含有组成物的液体为包含双氧水的溶液。在施加在研磨衬垫上之前或期间，此溶液可与研磨液混合。
本说明书中所指“光催化数值”应被理解为包含在光催化剂中的单元的总数，其中光催化剂包含至少一单元。每一单元具有合适的形状及尺寸。
为了控制半导体基材的厚度，可进行化学机械研磨制程。在化学机械研磨制程中，可使用组成物具有磨蚀性或腐蚀性的化学液体，例如研磨液或颗粒，并结合研磨衬垫，以研磨基材的表面。此制程是用以使任何不规则表面形态变得平坦，以及使基材平坦及平面化。然而，研磨的功效可以改变。举例而言，研磨衬垫会磨损，因而导致基材表面的材料移除率(materialremovalrate，mrr)取决于基材进行制程时研磨衬垫的使用时间。除此之外，含有组成物的液体中组成物的变化亦可导致从基材表面移除的材料数量的变化。此变化可导致各种问题。第一，变化可导致基材内不均匀性的增加。换言之，所用基材的厚度可变化至不可接收的程度。第二，后续制作的基材可能比较早制作者更厚。无论哪种情况皆会导致基材淘汰率的增加。
化学机械研磨制程的功效可利用各种测量及侦测技术进行量测。举例而言，可量测基材厚度做为最终基材允收测试(acceptancetest)的一部分。通过比较起始厚度及最终厚度与研磨时间，量测基材厚度可决定系统的材料移除率。量测基材的厚度随着时间增加是表示在化学机械研磨制程中有较少的材料被移除。为了调节材料移除率的减少，可增加每个基材的研磨时间。然而，这将导致研磨时间的增加以及所对应的产量的减少。
本揭露提供一种设备及制程，以保持及/或调整化学机械研磨系统的材料移除率。此可在没有制程时间的增加下，获得一致的基材厚度。如下所述，含有组成物的液体(例如：研磨液、溶液或溶剂)在施加于化学机械研磨系统的衬垫之前穿过光催化剂。例如可见光或紫外光的光是施加在光催化剂，且含有组成物的液体穿过管件，此导致光催化化学反应产生自由基(例如氢氧自由基)于含有组成物的液体(例如施加在研磨衬垫的研磨液或溶液)中。前述自由基是具有氧化力且可使得制程的材料移除率增加。
图1a所示为根据所述一实施例的用于半导体基材101的例示化学机械研磨系统100。基材101可为任何合适的材料。基材101可为包含半导体材料的晶圆。适合做为基材101的材料可例如包含但不限于硅、锗、化合物半导体及绝缘层上覆半导体(semiconductor-on-insulator，soi)基材。化合物半导体可为iii-v半导体化合物，例如砷化镓(gaas)。绝缘层上覆半导体基材可包含半导体在绝缘层上，例如玻璃。
在一些实施例中，基材101是由硅组成。除此之外，基材101可包含各种电子元件或特征，及一些用以制成装置的元件，其中装置例如电晶体、层间介电质及介电质。化学机械研磨系统100包含至少一个容槽102、至少一个管件103及至少一个管口104，其中至少一个容槽102含有包含组成物的液体，且前述至少一个管口104是与至少一个容槽102连接。基材101是与载体头(carrierhead)105接合。载体头105是配置以旋转基材101。载体头105将基材101固定在衬垫106及载体头105之间。载体头可施加向下的压力在基材101上，其压力约为0.1磅每平方英寸(poundpersquareinch，psi)至106psi。衬垫106是与平台108接合。平台108为可旋转式，以造成衬垫106的旋转。平台108可以介于约1rpm(revolutionperminute)至约3000rpm的速率旋转衬垫106。容槽中的研磨液是通过管口104被沉积在衬垫106，以下做进一步说明。含有组成物的液体可以介于约1ml/min至约105ml/min的速率流至衬垫106上。衬垫106可由任何适当的材料所制成。在一实施例中，衬垫106是由聚胺酯(polyurethane)所制成。除此之外，可选择性地是，衬垫106可包含一或多个凹槽，其是配置以导引含有组成物的液体至基材101，或将残渣及使用的含有组成物的液体排出基材101。化学机械研磨系统100亦可包含自动化机械手臂(未绘示)以为衬垫106铺设新表面。
容槽102是配置以储存及/或接收用于化学机械研磨制程中的含有组成物的液体(例如研磨液及溶液)。容槽102可位于任何适当的位置。举例而言，在一实施例中，容槽102是位于紧邻衬垫106。在其他实施例中，容槽102是位于与衬垫106相隔一段距离。在一些实施例中，容槽102提供含有组成物的液体至衬垫106，例如研磨液及/或溶液或例如水的溶剂。
例如研磨液的含有组成物的液体可由任何用于化学机械研磨制程的合适的材料所组成。举例而言，含有组成物的液体可为含有组成物是包括设置于液体中的研磨颗粒的液体。举例而言，含有组成物的液体可包含二氧化硅、氧化铈、氧化铝、碳化硅、碳、二氧化钛或前述的任意组合。含有组成物的液体也可包含其他化学物质，例如防锈剂及碱。含有组成物的液体的合适的组成物的具体例包含但不限于烟化二氧化硅(fumedsilica)及氧化铝，且其分散于适当的ph值范围(例如ph值约为9至12)的水溶液中。在一些实施例中，含有组成物的液体包含范围在2nm至50nm的氧化铈。在其他实施例中，用于化学机械研磨的含有组成物的液体包含范围在0.01μm至0.1μm的二氧化硅颗粒，且固体含量为实质0.1wt.％至实质10wt.％(例如1wt.％至5wt.％)。在此实施例中，含有组成物的液体可具有范围为3至6的ph值。
容槽102可透过一或多个管件103流体地耦合至管口104。管件103提供含有组成物的液体流通至管口104的通道。管件103可包含任何合适的材料，例如聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)、聚烯烃(polyolefin)、聚胺酯、聚乙烯(polyethylene)、聚丙烯(polypropylene)、尼龙(nylon)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptfe)、天然橡胶或硅氧树脂。
在一些实施例中，管口104是位于衬垫106之上，以使容槽102的内容物可沉积在衬垫106上。
图2a至图2f绘示包含光催化剂110、管件103及光源112的配置的不同例示。在图2a至图2f中，具有箭头的实线是代表来自光源112的光线照射。具有箭头的虚线是代表含有组成物的液体在管件内的流动方向，其亦为管件的长轴。如图2b所示，光催化剂110是设置在管口104的上游，以使含有组成物的液体在透过管口104流出之前，流过光催化剂110上方。举例而言，光催化剂可设置在管件103之中。
光催化剂110包含任何合适的材料，其是取决于所使用的含有组成物的液体、溶液或溶剂的化学组成。在一些实施例中，含有组成物的液体、溶液或液剂包含双氧水，其是被光降解以提供自由基，进而增加材料移除率。用以光降解双氧水的光催化剂110可为任何过渡金属或例如其氧化合物的化合物。合适的光催化剂的具体例包含但不限于铁、钛、锌、镁、银、铂及其氧化物。举例而言，在一些实施例中，光催化剂110可为例如二氧化钛、氧化铁、二氧化锰、氧化锌或前述的组合的金属氧化物。
光催化剂110可为任何合适的配置。光催化剂110可配置为平行于含有组成物的液体的流动方向(如图2a所示)，或垂直于含有组成物的液体的流动方向(如图2b所示)，或为任何中间的角度。除此之外，光催化剂110可以任何适当的方式进行配置。举例而言，光催化剂110可伸入穿透至管件103的末端及接合管件103的内壁。在此实施例中，光催化剂110可通过圆柱形载体维持，其是紧扣在管件103中，以维持光催化剂在其内。
在其他实施例中，如图1b所示，化学机械研磨系统100a还包含第二容槽102a，其是透过第二管件103a与第二管口104a连接。在此实施例中，光催化剂110是设置在第二管口104a的上游，例如在第二管件103a内。在一些实施例中，第二容槽102a包含溶液或例如水的溶剂，且第一容槽102包含研磨液。溶液及研磨液皆被导入衬垫106。在一些实施例中，溶液可包含双氧水，且是受到第二管件103a内的光照射。可选择性地，第一容槽102内的研磨液亦包含双氧水，且是受到第一管件103内的光照射。可使用二组或更多组容槽及管件，其是取决于使用的规划。一或多个管件是受到光照射。
光催化剂可为任何适当的形状及尺寸。举例而言，光催化剂110可为矩形板材或杆件。如图2a及图2b所示，在一实施例中，光催化剂110为板材。板材可具有任意合适的厚度，举例而言，在微米或毫米的尺度。板材包含催化物质，例如过渡金属或其氧化物。在其他实施例中，光催化剂110包含具有光催化物质的涂布层。举例而言，在一实施例中，光催化剂包含一层厚度约5nm至约3000nm的过渡金属，例如约10nm至约1000nm，或约30nm至约700nm。
在其他实施例中，如图2c所示，盘状光催化剂210是提供在管件103内。在此实施例中，光催化剂210可具有任何适当的半径。举例而言，光催化剂的半径可为管件103的内径的约40％至约95％，例如约60％至约85％。在一些实施例中，光催化剂的半径为管件103的内径的约75％。除此之外，光催化剂210可定义出通过的通道210a。通道210a是允许含有组成物的液体通过的通道。通道210a亦可增加光催化剂210的表面积，以增加与光源112所提供的光线的交互作用。如图2c所示，光源可配置为与管件103相对一个角度。虽然是以图2c的实施例做说明，在任意实施例中，光源112可为朝向一个角度，包含如图2a至图2f所绘示之。
在其他实施例中，光催化剂为中空圆柱体的形式，如图2d所示(图2d未绘示管件)。圆柱状光催化剂310可为任何适当的尺寸。举例而言，圆柱状光催化剂310的半径为管件103的内径的约40％至约95％，例如为约60％至约85％。在一实施例中，圆柱状光催化剂310的半径为管件103的内径的约75％。在一些实施例中，圆柱状光催化剂310的长轴是平行于含有组成物的液体的流动方向，其是通过相邻于管口104的管件103，在至少一些实施例中，含有组成物的液体的流动方向是与管件103的长轴重合。在其他实施例中，长轴可为与流动方向之间具有除了平行以外的角度。举例而言，长轴可为垂直于流动方向。
如图2e所示，可提供多种光催化剂或单元。如图2c所示，第一光催化剂410a及第二光催化剂410b可设置为彼此垂直，例如为x形配置。图2e所绘示的实施例显示二个矩形盘状光催化剂。在其他实施例中，可使用三种或更多的光催化剂或光催化单元。除此之外，可使用具有任何所要形状的多种光催化剂。
在一些实施例中，光催化剂是配置在格状结构内。图2f显示光催化剂晶格510可包含任意数目的单元510a。举例而言，在一些实施例中，光催化剂晶格510包含约10至约106个单元。在一些实施例中，光催化剂晶格510包含约10至约10000个单元，举例而言，约100至约1000个单元，或约1000至约10000个单元。光催化剂晶格510的单元510a的数目可被称为光催化剂数。另外，单元510a可为任何合适的形状。举例而言，单元510a可为球体、立方体、锥体、圆柱体、椭球体、长方体或任何其他合适的形状或其组合。除此之外，光催化剂晶格510可为任何形式。举例而言，光催化剂晶格510可为格栅的形式，如图2f所示。在其他实施例中，光催化剂晶格510可为圆柱体、球体、锥体、椭球体或任何其他合适的形状。
以下说明是参照如图1a所示的化学机械研磨系统100及如图2a所示的光催化剂。然而，须理解的是，说明是应用于每一个所示及所描述的实施例及在本揭露范围内的其他实施例。
光源112是设置在邻近于光催化剂110，以使光源112放射的光线指向光催化剂110，以透过至少一管件照射至光催化剂110及含有组成物的液体。举例而言，光源112是设置在管件103连接管口104至容槽102的任一侧。光源112是设置在围绕管件103及/或管口104的支架内。光源112可放射的光线的波长至多为约1000nm的任何范围内。在一些实施例中，光源112放射的光线在紫外光范围内(波长为约10nm至约400nm)。在一些其他实施例中，光源12放射的光线的波长为约400nm至约800nm，例如约400nm至约600nm，或约600nm至约800nm。
在一些实施例中，光源112提供至光催化剂的光线的强度为约10-6μw/cm2至约1020μw/cm2。举例而言，在一些实施例中，光源112提供至光催化剂的光线的强度为约10μw/cm2至约1010μw/cm2。在另一些实施例中，光源112提供至光催化剂的光线的强度为约100μw/cm2至约10000μw/cm2。
光源112可连续性地或非连续性地放射光线。举例而言，在一实施例中，光源112是脉冲式的，或以预设的频率进行启动及关闭。预设频率可为任何适当的频率。
施加至光催化剂110的光线引发一系列的反应，其是引起氢氧自由基释出至含有组成物的液体。此氢氧自由基是具有氧化力且造成系统的移除率增加。金属氧化物(metaloxide，mo)光催化剂110与光线的相互作用导致自由电子及空穴(h+)的形成，其是根据以下反应：
光+mo→mo(h++e-)
空穴及自由电子为反应路径的基础，其每一者提供含有组成物的液体内的氢氧自由基。空穴形成氧化反应的基础，而自由电子形成还原反应的基础。首先，空穴是与h2o以如下的反应式反应：
h++h2o→h++·oh
除此之外，氢氧自由基亦可通过空穴透过以下反应而形成：
h++2h2o→2h++h2o2
h2o2→2·oh
自由电子是通过先与o2结合而形成还原反应的基础：
hooh→ho·+·oh
透过产生氢氧自由基，系统的材料移除率可增加。如图3所示，实验显示增加光源(例如：紫外光)的强度增加系统的移除率。增加光源112的强度增加沉积在衬垫上的含有组成物的液体内的氢氧自由基的浓度。
因此，可即时调整移除率，以抵抗习知化学机械研磨系统的移除率的自然还原。为此，可在经过化学机械研磨制程之后，量测基材的厚度。若基材厚度是低于预设的最大可允许厚度，基材内的不均匀度是低于可接受等级，或在一系列基材中可知基材厚度是增加的趋势下，可增加光源强度。此可透过自动系统以提供即时调整移除率而完成，以下将做进一步说明。
请参阅图4，其是描述用以研磨半导体基材的方法200。图4所描述的方法是参阅图1a至图2e的例示结构进行说明。在方块202中，提供介于载体头105及衬垫106之间的半导体基材101。衬垫106是设置在可旋转平台108上。在方块204中，透过管件103，从容槽102提供含有组成物的液体至管口104。管件103包含光催化剂。在方块206中，由光源施加光线至光催化剂，以照射光催化剂以及流过管件的含有组成物的液体。在方块208中，从管口施加含有组成物的液体至衬垫。在方块209中，在旋转衬垫时，研磨半导体基材。
在方法250的另一态样中，如图5所示，包含调整光源所施予的光线的强度，以调整系统的材料移除率。在方块252中，利用化学机械研磨系统100研磨基材101。在研磨半导体基材101一段时间后，在方块254中，量测基材101的厚度，以决定材料移除率。若基材101的厚度是小于预设最大允许厚度，在方块256中，从化学机械研磨制程中释出基材。然而，若基材101的厚度是大于预设最大允许厚度，或基材内非均匀度是不可接受的，在方块258中，调整光源112的强度。光源112的强度的调整可包含光源112的强度从第一强度增加至第二强度。光源112的强度是基于预设标准曲线而调整，其中预设标准曲线包含多个光线强度值及多个光线强度值导致的多个材料移除率值。在调整光源112之后，在方块202中再次研磨基材101，且重复此制程，直至基材101的厚度是小于预设最大允许厚度。如此一来，系统可自动调整以维持材料移除率在一个级别，其是可使基材的厚度在可接受的厚度容许度之内。
在完成先前的基材制作之后，可接着制作后续的基材。在制作后续基材时，可维持光源112的强度为相同的强度或第二强度。此制程可对任意数量的基材重复进行。在一些实施例中，材料移除率是被控制且维持在相同级别下一段时间，例如几天或几个月。
在一些实施例中，光源112的调整是由操作员手动地进行。在一些其他实施例中，如图6所示，光源112的强度是由计算机300自动地控制。计算机300包含处理器302、非暂态计算机可读取(机器可读取)储存媒体304及记忆体306。储存媒体304包含控制光源112的指令，其是基于来自于检测系统308的输入。检测系统308可包含任何适合用以检测基材厚度的工具及系统。检测系统308可包含接触式或非接触式的检测工具。记忆体306储存与材料移除率及光线强度相关性的相关信息。基于此相关性，以及检测系统308所提供的数据，处理器302决定光源112的适当强度。接着，处理器302提供必要的指示，以调整光源112至此强度。如此一来，光源112的强度是自动地被调整，以维持所要的材料移除率以及对应的基材厚度。
本揭露提供一种用于化学机械平坦化的设备以及进行化学机械平坦化的方法。根据一些实施例，用于化学机械平坦化的设备包含衬垫、载体头、容槽及光源。衬垫是设置在可旋转平台上。载体头是设置在衬垫上，且载体头是配置以固定半导体基材在衬垫及载体头之间。容槽是配置以容纳含有组成物的液体(例如研磨液、溶液或溶剂)。至少一管件是流体地耦合至容槽，且至少一管件包含光催化剂于其中。管口是通过至少一管件流体地耦合至容槽，且是配置以供给含有组成物的液体至衬垫上。光源是配置以提供光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。
在一些实施例中，光催化剂包含过渡金属或过渡金属的化合物。在至少一实施例中，光催化剂包含金属氧化物，且金属氧化物是选自于由氧化钛、氧化铁、二氧化锰、氧化锌及其组合所组成的一族群。
在一些实施例中，光催化剂沿着其长边定义长轴，且长轴是平行或垂直于至少一管件的长轴。光催化剂包含至少一个单元。每一个单元是选自于由球体、立方体、锥体、圆柱体、长方体、平板及其组合所组成的一族群。在一些实施例中，光催化剂具有范围为10至106(例如100至1000、1000至10000)的光催化数值，其中光催化数值是由至少一单元的总数所定义。
在一些实施例中，光源是配置以发出可调整强度的光线。举例而言，光线可为可见光或紫外光。在一些实施例中，设备可包含二组或更多组的容槽及管件。举例而言，第一容槽可含有研磨液，且第二容槽可包含含有双氧水的溶液。连接至第二容槽的管件包含光催化剂于其内。光线是施加在连接第二容槽的管件。在光线照射下，在到达管口之前或在施加在衬垫上之前，含有自由基的溶液是与研磨液混合。
在一些实施例中，含有组成物的液体为研磨液或含有双氧水的溶液，其是在光催化剂存在下，受光线照射而产生自由基。
在另一态样中，本揭露提供一种方法，其是包含提供介于载体头及衬垫之间的半导体基材，其中衬垫是设置在可旋转平台上。载体头是配置以固定半导体基材在衬垫及载体头之间。方法也包含透过至少一管件，从容槽提供含有组成物的液体至管口，其中至少一管件是流体地耦合至容槽及管口，且至少一管件包含光催化剂于其中。方法也包含由光源施予光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。方法亦包含从管口施予含有组成物的液体至衬垫，以及在旋转衬垫时研磨半导体基材。
在一些实施例中，方法也包含在研磨半导体基材一段时间之后，量测半导体基材的厚度，以决定材料移除率。材料移除率是基于在研磨一段时间之后的最终厚度及起始厚度的差值。方法还可包含调整光线的强度，借以达到预设材料移除率。基于预设标准曲线调整光线的强度，其中预设标准曲线是包含多个光强度值及多个光强度值导致的多个材料移除率。此标准曲线可储存于计算机中。
在一些实施例中，光催化剂包含过渡金属或过渡金属的化合物。举例而言，光催化剂包含金属氧化物，其是选自于由氧化钛、氧化铁、二氧化锰、氧化锌及其组合所组成的一族群。
在一些实施例中，光催化剂包含至少一单元，其中每一个单元是选自于由包含球体、立方体、锥体、圆柱体、长方体、平板及其组合所组成的族群。在一些实施例中，光催化剂的光催化数值为10至106(例如100至1000、1000至10000)，其中光催化数值是由至少一单元的总数所定义。
在一些实施例中，光源是配置以发出可调整强度的光线。在至少一实施例中，光线可为可见光或紫外光。
光催化剂沿着其长边定义长轴，且长轴是平行(或垂直)于至少一管件的长轴。
在一些实施例中，含有组成物的液体为研磨液或包含双氧水的溶液。
根据一些实施例，方法包含提供半导体基材在衬垫上，其中衬垫是设置在可旋转平台上。方法也包含透过至少一管件，从容槽提供含有组成物的液体至管口，其中至少一管件是流体地耦合至容槽及管口。至少一管件包含光催化剂于其中。在一些实施例中，含有组成物的液体为研磨液或包含双氧水的溶液。光催化剂包含过渡金属或其化合物。方法也包含由光源施加光线，以照射光催化剂以及含有组成物的液体，其中含有组成物的液体流过至少一管件。光线为可见光或紫外光。方法也包含从管口施予含有组成物的液体至衬垫，以及在旋转衬垫时，研磨半导体基材。
在至少一实施例中，方法也包含在研磨半导体基材一段时间之后，量测半导体基材的厚度，以决定材料移除率。此实施例也包含调整光线的强度，借以达到预设材料移除率。
本说明书中所描述的方法及系统可至少部分地在计算机执行的制程的形式以及执行这些制程的设备中实施。所揭露的方法也可至少部分地以由计算机程序码编码的有形且非暂态的机器可读取式储存媒体所实施。媒体可包含例如动态随机存取记忆体(ram)、只读记忆体(rom)、光盘只读记忆体(cd-rom)、dvd只读记忆体(dvd-rom)、蓝光只读记忆体(bd-rom)、硬盘、快闪式记忆体(flashmemory)或任何其他非暂态的机器可读取式储存媒体，或上述媒体的任意组合，其中，当计算机载入并执行计算机程序码时，计算机即成为执行方法的设备。方法也可至少部分地由计算机程序码所载入及/或执行的计算机中实施，以使计算机成为执行此方法的设备。当实施在通用性处理器上时，计算机程序代码段配置处理器以创造特定的逻缉电路。方法可选择性地至少部分地由应用特定集成电路所形成的数字信号处理器中实施，其中特定集成电路是用以执行此方法。
上述摘要许多实施例的特征，因此本领域具有通常知识者可更了解本揭露的态样。本领域具有通常知识者应理解利用本揭露为基础可以设计或修饰其他制程和结构以实现和所述实施例相同的目的及/或达成相同优势。本领域具有通常知识者也应了解与此同等的架构并没有偏离本揭露的精神和范围，且可以在不偏离本揭露的精神和范围下做出各种变化、交换和取代。