化学机械研磨系统的制作方法

本公开系有关于化学机械研磨，特别是有关于一种化学机械研磨系统。

背景技术：

半导体产业经历快速成长，因为各种电子构件(例如：晶体管、二极管、电阻、电容等等)的集成密度持续性的改良。在大多数情况下，这种集成密度的改良来自于重复降低最小特征尺寸，其允许更多的构件可被整合在给定的面积。

化学机械研磨(chemical-mechanicalpolishing,cmp)或化学机械平坦化(chemical-mechanicalplanarization)起源于1980年代，从此变成重要的半导体制造工艺。化学机械研磨的范例应用为在使用镶嵌(damascene)/双镶嵌(dual-damascene)工艺中形成铜互联时，其中化学机械研磨工艺被用来移除沉积在介电材料中形成的沟槽的外部的金属(例如：铜)。因为用来图案化半导体装置的光微影以及蚀刻工艺可能需要平坦的表面以达到目标精度，化学机械研磨工艺亦在半导体制造的各种阶段被广泛地用于形成平坦的装置表面。由于半导体制造科技持续进步，需要更好的化学机械研磨工具来满足先进的半导体工艺的更加严格的标准。

技术实现要素：

根据一些实施例，提供一种化学机械研磨系统。化学研磨系统包括一头部、一研磨垫以及一第一磁系统。第一磁系统设置在研磨垫之上，经配置以施加一第一磁场至一浆料。浆料设置在研磨垫之上。浆料包括多个可磁化的磨料。

根据一些实施例，提供一种化学机械研磨系统。化学机械研磨系统包括一磁系统。磁系统包括多个轨道以及多个磁铁。多个轨道形成一图样，轨道的每一者从图样的一中心区域径向地向外延伸至图样的一边缘区域。磁铁的每一者沿着轨道的相应的一者可移动地设置。

根据一些实施例，提供一种使用化学机械研磨来研磨一晶片的方法。方法包括在一研磨垫之上分配一浆料，且浆料包括多个可磁化的磨料。方法亦包括在浆料上放置晶片，且晶片与浆料接触。方法也包括产生一第一磁场，且第一磁场迫使可磁化的磨料朝向晶片。方法进一步包括通过旋转晶片或研磨垫的其中一者或两者，以浆料研磨晶片。

附图说明

图1是一化学机械研磨系统的示意图。

图2a以及图2b是包括一第一磁系统的多个化学机械研磨系统的示意图。

图3a至图3d绘示包括一第一磁系统的一化学机械研磨系统对可磁化的磨料的效果。

图4是一螺旋形永久磁铁的俯视示意图，其可用于包括一第一磁系统的一化学机械研磨系统。

图5a至图5e是各种形状的一永久磁铁的俯视示意图。

图6是包括一第一磁系统以及一第二磁系统的一化学机械研磨系统的示意图。

图7a至图7c是包括一第一磁系统以及一第二磁系统的多个化学机械研磨系统的俯视示意图。

图8a以及图8b绘示包括一第一磁系统以及一第二磁系统的一化学机械研磨系统对可磁化的磨料的效果。

图9a至图9b是包括一第三磁系统的多个化学机械研磨系统的示意图。

图10a至图10c是在第三磁系统中的磁球(magneticballs)的各种排列方式的俯视示意图。

图11是以一施加的磁场对一晶片进行化学机械研磨的一方法的流程图。

附图标记说明：

1、2、3、4、5、6、7、8～编号

101～晶片

103～头部

105～浆料

107～研磨垫

109～磨料

111～分配器

201～可磁化的磨料

203～磁系统

205、801～磁场

301、905～电磁铁

303、401～永久磁铁

305～高电压电流

601a、601b、701、703、901～磁系统

903～轨道

1001～磁球

1101、1103、1105、1107、1109、1111、1113、1115～步骤

n、s～磁极

v+、v-～电压

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。以下叙述各个构件以及排列方式的特定范例，以简化本公开。当然，范例仅供说明用且意欲不限于此。例如，若说明书叙述了第一特征形成于第二特征之上，即表示可包括上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可包括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未直接接触的实施例。除此之外，在各种范例中，本公开可能使用重复的参考符号和/或字母。这样的重复是为了简化以及清楚的目的，并不表示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关联。

除此之外，空间相关用词，例如：「在…下方」、「下方」、「较低的」、「上方」、「较高的」等等的用词，是为了便于描述附图中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中绘示的方位外，这些空间相关用词意欲包括使用中或操作中的装置的不同方位。装置可被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词亦可依此相同解释。

在整个半导体装置的制造过程中，半导体晶片经过了大量的工艺步骤。最常见的步骤之一涉及进行化学机械研磨(cmp)。化学机械研磨步骤意欲在制造工艺的各种其他步骤之前、之间以及之后，将晶片的表面变得平滑或平坦化。

一般地，在化学机械研磨步骤期间，待平滑的晶片表面被保持向下靠在一研磨垫的一宽表面上。晶片和/或研磨垫将旋转。若两者都旋转，则它们可以以相同或相反的方向旋转。在晶片以及研磨垫之间有一腐蚀性化学浆料(slurry)，其作用为一磨料(abrasive)，以助于研磨晶片的表面。浆料经常地包括一液体，此液体具有悬浮在其中的固体磨料。

由于半导体制造中化学机械研磨步骤频繁，改善表面缺陷的研磨以及移除速率可对整个制造工艺产生显著影响。一改善的化学机械研磨步骤的额外好处可包括：更好的平坦化、改善的厚度均匀性、减少的研磨不足(under-polishing)以及更高的研磨移除速率。

由二氧化硅(sio2)制成的重(heavy)磨料，在浆料组成中包括约1％或更多的固体含量，已成为改善化学机械研磨效率的常用手段。然而，二氧化硅磨料的副作用可能包括：过度研磨(over-polishing)、刮伤、磨料聚集(aggregation)以及难以控制研磨垫以及晶片上的浆料分散均匀性。

本文中所揭露的实施例包括磁性的或可磁化的磨料以组成被称为「磁性浆料」之部分。当一磁场施加至化学机械研磨系统时，操作者可控制浆料中可磁化的磨料的分布。例如，在研磨期间，磁场可使可磁化的磨料朝向晶片表面分布，从而提高研磨速度并改善均匀性，同时减少浆料的使用。除此之外，在研磨之后，可移除磁场，以使可磁化的磨料远离晶片移动，或可反转磁场，以造成或允许可磁化的磨料远离晶片且朝向研磨垫分布，从而利于清洁步骤，例如提高清洁速度以及效率。确实地，在一些实施例中，对可磁化的磨料有效利用磁场，将改善化学机械研磨步骤、改善清洁、且增加研磨垫的寿命。

请参照以下表1，可磁化的磨料可选自具有大于或实质地等于约5×10^-6cm³/mol的绝对磁化率(absolutemagneticsusceptibility)的固体材料。材料的磁化率表示材料被磁场吸引或排斥。磁化率大于零表示材料是顺磁性的，因此可被磁场吸引。磁化率小于零表示材料是反磁性的，因此可被磁场排斥。除此之外，磁化率与材料的磁化程度或感应磁场而被磁化的倾向有关。也就是说，较高的磁化率表示对磁场的更有效感应。

表1：顺磁性以及反磁性材料的磁化率的绝对值

如表1所示，某些示例性材料可含有在磁场下为顺磁性或反磁性的性质。磁场的有效应用将取决于所选的磨料的类型。反之亦然，所选的磨料将取决于可通过化学机械研磨系统施加的磁场的规格。例如，氧化钛(ⅲ)(ti2o3)、氧化铈(ⅳ)(ceo2)以及二氧化钛(tio2)是顺磁性材料，每一者展现大于约5×10^-6cm³/mol的顺磁性。除此之外，二氧化锆(zro2)、氧化铝(al2o3)以及二氧化硅(sio2)的每一者展现大于5×10^-6cm³/mol的反磁性，或小于约5×10^-6cm³/mol的磁化率。在一些实施例中，可磁化的磨料由铁组成，且结合其他由钴以及镍组成的磨料。除此之外，可磁化的磨料可进一步包括表1中列出的一种或多种可磁化的磨料。可磁化的磨料可构成整体磨料组成的质量百分比约0.05％至约10％。为了简化，通常假设以下讨论的可磁化的磨料使用顺磁性材料。应注意的是，反磁性磨料通常与施加的磁场相反。应注意的是，反磁性磨料在技术上是不可磁化的，因为反磁性磨料被磁场排斥。然而，为了简化，本公开将使用用语「可磁化的磨料」以指称顺磁性磨料、反磁性磨料或两者的组合。

除此之外，可磁化的磨料的尺寸将影响可磁化的磨料如何物理地感应于磁场。换句话说，可磁化的磨料的尺寸与可磁化的磨料的质量以及体积有关，这会影响可磁化的磨料被施加的磁场移动的容易程度。通常地，可磁化的磨料的每一者可具有约1nm至约1000nm之间的直径，或者可具有约30nm、50nm或100nm的直径。确实地，具有较小直径的可磁化的磨料可能较轻，且因此更加敏感和/或更容易地通过磁场操纵，其在研磨之前、之间以及之后提供了更佳的控制。

请参照图1，在一般的化学机械研磨系统中，一头部103保持一晶片101，使得待研磨的晶片表面被压靠在配置在一研磨垫107上的一浆料105上。浆料105可包括水、磨料、螯合剂(chelator)、抑制剂、ph调节剂或上述的任何组合。螯合剂可包括钼酸盐、麸胺酸、二膦(diphosphine)和/或类似物中的一种或多种。抑制剂可包括磷酸盐、硝酸盐、羧酸和/或类似物中的一种或多种。晶片101本身可不与研磨垫107直接接触，而有浆料105介于其间。如图所示，磨料109经常地分布在整个浆料105中，且操作者几乎无法控制磨料109是分布得较靠近晶片101、较靠近研磨垫107或平均地分布在整个浆料105中。如此一来，磨料109倾向于在整个浆料105中具有随机分布。位于较靠近研磨垫107且远离晶片101的任何磨料109对晶片101的研磨几乎没有效果。

除此之外，一分配器111可在研磨之前和/或整个研磨过程中将浆料105分配至研磨垫107上。浆料105一般地分配在研磨垫107的一部分上，此部分远离晶片101与浆料105接触的位置。

请参照图2a以及图2b，在一些实施例中，在含有可磁化的磨料201的浆料105中，一磁系统203可施加一磁场205以推动浆料105内的可磁化的磨料201而更靠近晶片101。为了增加或减少将可磁化的磨料201推向晶片101的力，可控制磁场205的强度。如图2a所示，磁系统203(或包括在磁系统203中的一磁铁)可在研磨垫107的整个直径上横跨地延伸。然而，磁系统203可为任何其他尺寸，例如更小或更大的直径，且磁铁或所产生的磁场205可与晶片101对准(如图2b所示)，而不是研磨垫107。除此之外，如图2a至图2b所示，为了调整磁场205的定向(亦即方向)，磁系统203或其一部分(例如，一个或多个磁铁)可位于晶片101上方。以下更详细地讨论在此或在本公开其他地方所描述的磁系统203以及其他磁系统通常使用一个或多个电磁铁、一个或多个永久磁铁或两者。在应用中，为了影响、改变或移除作用在可磁化的磨料201上的磁场205，可将永久磁铁移动成更靠近或更远离晶片101或研磨垫107。

请参照图3a至图3c，可施加磁场205，其中磁系统203包括位于研磨垫107下方或晶片101上方的一电磁铁301和/或一永久磁铁303。图3a以及图3b绘示位于研磨垫107下方的电磁铁301以及永久磁铁303，且电磁铁301以及永久磁铁303产生迫使顺磁性可磁化的磨料201朝向研磨垫107的磁场205。事实上，无论电磁铁301的一高电压(例如：11kv)电流305是否逆时针流动导致磁场205指向上方(例如：图3a)或顺时针流动导致磁场205指向下方(例如：图3b)，顺磁性可磁化的磨料201将与磁场205对准且将被拉向研磨垫107。高电压电流305可供应直流电(dc)或交流电(ac)，但直流电较佳，可以创造更强的磁场。可使用永久磁铁303代替电磁铁301，或者，除了电磁铁301之外，还可使用永久磁铁303来更佳地控制可磁化的磨料201。如图所示，可磁化的磨料201将自身定向，而对准磁场205的来源并被吸引至磁场205的来源。或者，若使用反磁性可磁化的磨料201时，反磁性可磁化的磨料201将被推向上而远离磁场205以及朝向晶片101。如图3c所示，通过位于晶片101上方的磁系统203的一部分施加磁场205，对可磁化的磨料201将具有相反的效果。也就是说，如图3c所示，可磁化的磨料201将被吸引而朝向晶片101。

如图3d所示，可施加或开启晶片101上方的磁系统203的部分，以吸引可磁化的磨料201朝向晶片101而改善研磨。或者，可施加或开启研磨垫107下方的磁系统203的部分(例如，在研磨之后)，以吸引可磁化的磨料201朝向研磨垫107。如上所述，磁系统203分别位在晶片101以及研磨垫107上方以及下方的部分可各自包括电磁铁301或永久磁铁303或两者。

请参照图4，磁系统203可包括电磁铁301，电磁铁301包括一载流线圈和/或一永久磁铁401。永久磁铁401可由钕、钴、镍或上述的任何组合组成。具体地，永久磁铁401可包括钕。例如，永久磁铁401可具有约300mm至约320mm的直径，以应用在一般的300mm晶片上。除此之外，电磁铁301的载流线圈可包括铁和/或铜。由永久磁铁401和/或电磁铁301产生的磁场205可具有约0.5tesla以及约3.0tesla之间的强度。如上所述，电磁铁301一般地将产生大的磁场以吸引可磁化的磨料201朝向或远离晶片101，而永久磁铁401将产生较小的磁场，以更佳地精准定位浆料105中的可磁化的磨料201。

请参照图5a至图5e，永久磁铁401可具有许多不同形状中的一种，例如：螺旋形、三角形、同心圆形、多边形或曲形棒(curvedrod)。在大多数情形下，可选择螺旋形形状，以在最受磁场205影响的浆料105的部分上提供强力以及均匀的磁场205。螺旋形形状提供对可磁化的磨料201的足够扰动，以视情况达成晶片101上的均匀研磨速率。永久磁铁401可被定向，使得永久磁铁的中心与晶片101的中心对准，或者，可选地，使得永久磁铁的中心相对于晶片101的中心偏移约10μm至约10mm。除此之外，虽然附图中所描绘的磁场205具有大致地向上或向下的定向，但是磁场205(以及本文中讨论的任何其他磁场)亦可具有相对于铅直方向呈大于0度以及小于或实质等于90度的角度，例如：约45度。磁系统203可改变磁场205的强度以及方向，由此提供对可磁化的磨料201相对于晶片101以及研磨垫107的位置的精准控制。

请参照图6，在另一些实施例中，化学机械研磨系统包括一第一磁系统601a(类似于上述的磁系统203)以及位于研磨垫107下方的一第二磁系统601b。具体地，第二磁系统601b可位于从晶片101以及第一磁系统601a侧向地位移的位置。如上所述，第一磁系统601a可具有在晶片101以及头部103上方的部分或在研磨垫107下方的部分或两者。可使用第二磁系统601b以控制在浆料105的各个部分中的可磁化的磨料201的浓度。例如，通过吸引一些可磁化的磨料的201朝向第二磁系统601b，较少数量的可磁化的磨料201将分布在浆料105的可能接近晶片101以及在那特定时间研磨晶片101的部分中。类似于第一磁系统601a以及磁系统203，第二磁系统601b或其一部分(例如，电磁铁和/或永久磁铁)可位于研磨垫107上方。每一个磁系统可被独立地控制。

如图7a所示，第二磁系统601b(以虚线描绘，以表示第二磁系统601b可在研磨垫107的下方)可将一些可磁化的磨料201从靠近晶片101或在晶片101处的浆料105的部分中抽出。除此之外，如图7b所示，化学机械研磨系统可包括多个额外的磁系统701。例如，额外的磁系统701可位于研磨垫107的上方或下方，且从晶片101、第一磁系统601a以及第二磁系统601b侧向地位移。这些额外的磁系统可起到与第二磁系统601b类似的目的，例如降低晶片101附近的可磁化的磨料201的浓度。然而，通常地，额外的磁系统与第一磁系统601a以及第二磁系统601b共同提供对浆料105的各个部分中的可磁化的磨料201的浓度的更佳控制。每一个磁系统可被独立地控制。

除此之外，如图7c所示，取代第一磁系统601a以及第二磁系统601b，化学机械研磨系统可包括排列成一图样或一阵列的多个磁系统703。多个磁系统703的每一者可包括电磁铁以及永久磁铁(如在先前实施例中关于磁系统的描述)，或多个磁系统703的每一者可分享这些构件的任一个。多个磁系统703可进一步彼此共享一个电压来源，然而，多个磁系统703可被单独地控制，以在多个磁系统703上产生具有不同的强度以及定向的磁场。例如，流通过各别线圈的电压差和/或电流可在多个磁系统703之间变化。类似于本文中描述的其他实施例，多个磁系统703中的一些可位于晶片101以及头部103上方，且多个磁系统703中的一些可位于研磨垫107下方。应理解的是，关于图7c中所描绘的多个磁系统703，可以类似对第一磁系统601a所描述的那样来控制在晶片101的正上方或正下方的磁系统703，并且对于从晶片101侧向地位移的磁系统703，可以类似对第二磁系统601b以及任何额外的磁系统701所描述的那样来进行控制，如结合图6、图7a以及图7b的实施例所描述的那样。

如图8a所描绘的，当第二磁系统601b产生相对强的磁场801时，更多可磁化的磨料201被拉向第二磁系统601b，且因此较低浓度的可磁化的磨料201持续朝向晶片101循环。或者，如图8b所示，当第二磁系统601b产生相对弱的磁场801时，更少可磁化的磨料201被拉向第二磁系统601b，且因此较高浓度的可磁化的磨料201持续朝向晶片101循环。自然地，除了在研磨或其他期间第一磁系统601a的影响和/或影响可磁化的磨料201的分布的任何其他现象之外，关闭第二磁系统601b将导致在整个浆料105中的可磁化的磨料201的平均分布。

请参照图9a至图9b以及图10a至图10c，在另一些实施例中，磁系统901可包括一系列的轨道903(例如，编号的八个轨道)，每一个轨道903沿径向延伸。轨道903可为彼此等距的(亦即等角度的)，以及每一个轨道903例如可具有约150mm至约160mm的长度，对应于300mm的晶片101。类似于第一实施例，虽然图9a绘示的磁系统901以及轨道903延伸横跨研磨垫107的整个直径，但是磁系统901(或磁系统901之磁构件)可为任何其他尺寸，例如更小或更大的直径，且磁铁或所产生的磁场可与晶片101的直径特定地对准(如图9b所示)，而不是整个研磨垫107。如此一来，磁系统901的中心(例如轨道903会聚的位置)通常可与晶片101的中心对准或相对于晶片101的中心偏移约10μm至约10mm。

一个或多个磁球1001(如图10a至图10c所示)可设置在轨道903上。磁球1001可为永久磁铁或强顺磁性材料(例如，铁磁性材料)。虽然这些构件在此被称为「磁球」1001，但是应理解的是，磁球1001并不需要是球形，或甚至类似球。事实上，磁球1001可为任何形状的磁性的或顺磁性的构件，配置以沿着轨道903滑动或移动。除此之外，磁球1001以及轨道903可包括机器人元件(未图示)或与机器人元件相关联，机器人元件配置以沿着轨道903滑动或移动磁球1001。除此之外，虽然未在附图中具体地描绘，但是轨道903可形成其他图样，例如：多边形、曲线、同心圆或正交网格。

类似于先前描述的磁系统(例如：磁系统203、第一磁系统601a、第二磁系统601b、磁系统701或磁系统703)，磁系统901可包括一电磁铁905，电磁铁905具有附接至高压源(未详细图示)的线圈。如此一来，电磁铁905可用于生成大磁场以吸引可磁化的磨料201朝向晶片101或朝向研磨垫107，而磁球1001生成较小的磁场以更精准地将可磁化的磨料201吸引至相对于晶片101的平视图的更具体的位置或图样。可选地，若磁球1001能够生成足够强的磁场，则磁系统901不需要包括电磁铁905。将在以下结合图10a至图10c更详细地讨论磁球1001的更具体的位置或图样。

如图10a至图10c所示，可移动的磁球1001可沿着轨道903设置。图10a描绘了磁球1001位于距磁系统901的中心不同的径向距离处，以形成整体的螺旋形图样的定向。这样的定向将倾向提供在浆料105内(或具体地，在轨道903的正下方的浆料105的部分)的可磁化的磨料201的均匀分布。

图10b描绘了磁球1001位于远离中心(或靠近晶片101或研磨垫107的外边缘，视情况而定)的相应的轨道903上以形成大的圆形图样的定向。这样的定向将倾向于分布可磁化的磨料201朝向浆料105的外部，或者，具体地，朝向轨道903正下方的浆料105的外部。

图10c描绘了磁球1001位于靠近中心(或靠近晶片101的中心)的相应的轨道903上以形成小的圆形图样的定向。这样的定向将倾向于分布可磁化的磨料201朝向浆料105的中心，或者，具体地，朝向轨道903正下方的浆料105的中心部分。虽然未具体描绘，但是应理解的是，为了更好地控制晶片101的研磨，磁球1001可以以其他图样布置，以吸引可磁化的磨料201至变化的排列方式。

除此之外，可配置磁系统901，使得磁球1001、电磁铁905或整个磁系统901可被远离晶片101或研磨垫107移动，以减少、移除或有效地关闭磁场。例如，晶片101以及头部103上方的磁系统901的一部分(或对应的磁球1001)可向上地移动并远离化学机械研磨系统。可选地，可从磁系统901中完全地移除磁球1001并关闭电磁铁905。应注意的是，可在研磨之前、之间或之后移动磁球1001至各种图样(如以上具体地讨论的或其他方式)，以达成可磁化的磨料201的期望效果。

除此之外，如以上详细讨论的，化学机械研磨系统可包括磁系统901以及第二磁系统601b。换句话说，磁系统203、第一磁系统601a以及磁系统901的每一者用于类似目的。也就是说，磁系统203、第一磁系统601a以及磁系统901的每一者可设计成在研磨期间吸引浆料105内的可磁化的磨料201朝向晶片101。在任何磁系统(例如：磁系统203、第一磁系统601a、磁系统703或磁系统901)包括在研磨垫107下方的部分的方面来说，磁系统在研磨垫107下方的部分可用于吸引可磁化的磨料201朝向研磨垫107，且因此远离晶片101。

请参照图11，如步骤1101中所提供，在每一个实施例的应用中，当最初从分配器111分配浆料105至研磨垫107上时，一个或多个磁系统(例如：磁系统203、第一磁系统601a、第二磁系统601b、磁系统701、磁系统703或磁系统901)可以或可以不被启动。又，在步骤1101中，可磁化的磨料201可以用浆料105分配或之后加入至混合物中。在步骤1103中，在浆料105和/或可磁化的磨料201被分配不久之前、之后或同时，可开启一个或多个磁系统，以吸引可磁化的磨料201朝向晶片101。可选择地(optionally)，在步骤1105中，可开启第二磁系统601b和/或额外的磁系统701，以控制继续循环以到达晶片101的可磁化的磨料201的数量。

在步骤1107中，在应用任何那些磁系统的同时或不久之后，晶片101和/或研磨垫107可被旋转。在步骤1109中，为了研磨晶片101，头部103带动晶片101向下，直到晶片101的宽表面与包括可磁化的磨料201的浆料105接触。应注意的是，步骤1109可在步骤1107之前发生。

可选择地，在步骤1111中，在研磨期间，可增强、减弱、开启以及关闭任何磁系统，以调节研磨的速率。例如，若需要减慢研磨，则可开启或增强第二磁系统601b，以便吸引更多的可磁化的磨料201朝向研磨垫107的区域且远离晶片101。晶片101附近的可磁化的磨料201越少将有助于降低研磨速率。除此之外，这些控制磁系统的方法中的任何一种可与改变晶片101和/或研磨垫107的旋转速度、改变分配的浆料105的量以及改变晶片101的宽表面与研磨垫107保持的距离结合。

在步骤1113中，可减弱、关闭或反向(reversed)一个或多个磁系统(例如：磁系统203、第一磁系统601a、磁系统703或磁系统901)的一个或多个磁场，以吸引可磁化的磨料201朝向研磨垫107或允许可磁化的磨料201不再被拉向晶片101。附加地或替代地，可开启或增强第二磁系统601b的磁场801和/或额外的磁系统701，以吸引可磁化的磨料201朝向研磨垫107且远离晶片101。在步骤1115中，此时，浆料105以及可磁化的磨料201将更容易清洗以及从晶片101移除。晶片101和/或研磨垫107的旋转可在这个时间附近停止。利用一个或多个磁系统(例如：第二磁系统601b或磁系统701)可允许可磁化的磨料201与浆料105分离，而有助于浆料105的清洁与抛弃以及可磁化的磨料201的重新使用。控制在浆料105中的可磁化的磨料201的分布的各种方式亦可有助于研磨垫107的清洁。

如上所提及的，在每一个实施例中，在研磨期间，晶片101或研磨垫107或两者都将旋转。磁系统(例如：磁系统203、第一磁系统601a、第二磁系统601b、磁系统701、磁系统703或磁系统901)一般地将不会与晶片101或研磨垫107一起旋转。然而，在一些实施例中，磁系统或其包括电磁铁和/或永久磁铁的一部分可与晶片101或研磨垫107一起旋转、反向旋转或以不同速度旋转。

前述内容概述了许多实施例的特征，使本领域普通技术人员可以从各个方面更佳地了解本公开。本领域普通技术人员应理解的是，可轻易地以本公开为基础来设计或修饰其他工艺以及结构，并以此达到相同的目的和/或达到与在此介绍的实施例等相同的优点。本领域普通技术人员亦应理解这些相等的结构并未背离本公开的精神以及范畴。在不脱离本公开的精神和范畴内，本领域普通技术人员可作各种更动、替代以及变更。

根据一些实施例，提供一种化学机械研磨系统。化学研磨系统包括一头部、一研磨垫、一第一磁系统。第一磁系统配置以产生一第一磁场至在研磨垫上的一浆料。浆料可包括多个可磁化的磨料，具有大于或实质地等于5×10^-6cm³/mol的绝对磁化率。第一磁场可被定向，以吸引浆料中的可磁化的磨料朝向通过化学机械研磨的一待研磨的晶片(第一磁场迫使可磁化的磨料朝向晶片)。除此之外，第一磁系统可进一步配置以在研磨垫上产生第二磁场，以吸引浆料中的可磁化的磨料朝向研磨垫或远离晶片(第二磁场迫使可磁化的磨料远离晶片)。附加地或替代地，化学机械研磨系统可包括在研磨垫下方且从晶片正下方的一位置侧向地位移的一第二磁系统(第二磁系统可包括一第二磁铁)，其中第二磁系统系配置以在研磨垫上产生一第三磁场，以吸引一些浆料中可磁化的磨料朝向从晶片正下方的位置侧向地位移的研磨垫的部分。可磁化的磨料系选自由氧化钛(ⅲ)、氧化铈(ⅳ)、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝、二氧化硅或上述任何组合组成的一群组的一材料。可磁化的磨料是顺磁性的或反磁性的。头部设置在研磨垫之上，头部经配置以保持晶片，使得晶片放置介于头部以及浆料之间。化学机械研磨系统经配置以在晶片或研磨垫的其中一者或两者旋转时同时地产生第一磁场。第一磁系统包括一永久磁铁，沿着一轨道可移动地设置。永久磁铁为一螺旋形、多个同心圆、一多边形或一曲形棒的形状。或者，第一磁系统包括一第一磁铁，第一磁铁由选自由钕、钴、镍或上述的组合组成的群组的一材料所构成。

根据一些实施例，提供一种化学机械研磨系统。化学机械研磨系统包括一磁系统，其包括多个轨道以及多个磁铁，轨道形成一图样，从图样的一中心区域径向地向外延伸至图样的一边缘区域。磁铁的每一者是沿着轨道的相应的一者设置成可移动的。磁铁形成一螺旋形图样。磁铁的每一者系设置成较边缘区域更靠近中心区域。或者，磁铁的每一者设置成较中心区域更靠近边缘区域。磁系统经配置以在一研磨步骤期间调整磁铁的至少一者的一位置。

根据一些实施例，提供一种使用化学机械研磨来研磨一晶片的方法。方法包括在一研磨垫上分配具有多个可磁化的磨料的一浆料。方法进一步包括放置一晶片在浆料上，且晶片与浆料接触，并产生一第一磁场，使得第一磁场迫使可磁化的磨料朝向晶片。方法进一步包括通过旋转晶片或研磨垫的其中一者或两者，以浆料研磨晶片。方法还包括在研磨晶片之后，减弱或移除第一磁场，并清洗晶片以及研磨垫。方法还包括使用一第二磁系统以产生一第二磁场，且第二磁场迫使一些可磁化的磨料远离晶片。方法还包括沿着一轨道移动一个或多个磁特征(磁球)。

除此之外，本公开的范畴并不意欲限于在本说明书中的特定实施例的工艺、机器、制造、组合物、手段、方法以及步骤。本领域普通技术人员从本公开将轻易地理解的是，根据本公开，可利用在此描述的对应实施例，执行实质上相同功能或达到达成实质上相同结果的当前存在或稍后发展的工艺、机器、制造、组合物、手段、方法或步骤。因此，所附权利要求意欲将这样的工艺、机器、制造、组合物、手段、方法或步骤包括在权利要求内。