双负载扣环的制作方法

1.本公开的实施例总体上涉及用于基板的抛光和/或平面化的装置和方法。更具体地，本公开的实施例涉及用于化学机械抛光(cmp)的抛光头。


背景技术：

2.通常在半导体器件的制造中使用化学机械抛光(cmp)以平面化或抛光沉积在结晶硅(si)基板表面上的材料层。在典型的cmp工艺中，基板被保持在基板载体(例如，抛光头)中，该基板载体在存在抛光液的情况下将基板的背侧压向旋转的抛光垫。一般而言，抛光液包括一种或多种化学成分的水溶液和悬浮在该水溶液中的纳米尺度的研磨颗粒。通过由抛光液以及基板与抛光垫的相对运动提供的化学和机械活动的组合，在与抛光垫接触的基板的材料层表面上去除材料。
3.基板载体包括具有多个不同径向区域的膜，该多个不同径向区域接触基板。使用不同的径向区域，可选择施加到以膜的背侧为边界的腔室的压力，以控制由膜施加到基板的力的中心到边缘的分布，并且因此控制由基板对抛光垫施加的力的中心到边缘的分布。抛光头还包括环绕膜的扣环。扣环具有用于在抛光期间接触抛光垫的底表面、以及被固定至抛光头的顶表面。通过将压力增加的区域从基板之下移动到扣环之下，抛光垫在扣环的底表面下方的预压缩在基板的周边部分处减少了压力尖峰。由此，扣环可以改进所得到的基板表面的光洁度和平整度。
4.即使有不同径向区且使用了扣环，cmp一直存在一个问题，那就是边缘效应的发生，即，基板的最外面的5-10mm的过度抛光或欠抛光，这可能是由于刀边缘效应而造成，其中基板的前缘沿着抛光垫的顶表面被刮擦。在某些其他情况下，常规cmp工艺会受到由抛光垫的回弹而引起的基板边缘处的不期望的高抛光速率的影响。
5.因此，本领域中需要解决上述问题的装置和方法。


技术实现要素：

6.本公开的实施例总体上涉及用于基板的抛光和/或平面化的装置和方法。更具体地，本公开的实施例涉及用于化学机械抛光(cmp)的抛光头。
7.在一个实施例中，基板载体被配置为附接至抛光系统以用于抛光基板。基板载体包括：包括多个负载耦接件的壳体以及耦接到壳体的扣环。所述扣环包括：具有中心轴的环形主体以及面向环形主体的中心轴的内边缘。所述内边缘具有被配置为环绕基板的直径。所述扣环包括与所述内边缘相对的外边缘。所述多个负载耦接件在从所述中心轴测量的不同径向距离处接触所述扣环，并且所述多个负载耦接件被配置为向所述扣环施加径向差分力。
8.在另一实施例中，一种用于抛光设置在基板载体中的基板的方法包括相对于抛光垫移动所述基板载体。在移动基板载体的过程期间，基板载体的扣环接触抛光垫。所述方法包括：在移动基板载体的过程期间，使用多个径向间隔开的负载耦接件来向所述扣环施加
径向差分力。
9.在又另一实施例中，抛光系统包括：抛光垫以及被配置为将基板压靠在抛光垫上的基板载体。所述基板载体包括：包括多个负载耦接件的壳体以及耦接到壳体的扣环。所述扣环包括：具有中心轴的环形主体以及面向所述环形主体的中心轴的内边缘。所述内边缘具有被配置为环绕基板的直径。所述扣环包括与所述内边缘相对的外边缘。所述多个负载耦接件在从所述中心轴测量的不同径向距离处接触所述扣环，并且所述多个负载耦接件被配置为向所述扣环施加径向差分力。
附图说明
10.为了能够详细理解本公开的上述特征，可以通过参考实施例对以上简要概括的本公开进行更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，应注意到，附图仅示出了示例性实施例，并且因此不应被视为限制其范围，而是可允许其他等效的实施例。
11.图1a是根据一个或多个实施例的可用于实践本文所阐述方法的示例性抛光站的示意性侧视图。
12.图1b是根据一个或多个实施例的可用于实践本文所阐述方法的多站抛光系统的一部分的示意性平面图。
13.图2a是可用于图1b的抛光系统中的示例性基板载体的示意性侧截面视图。
14.图2b是图2a的基板载体的一部分的放大的示意性侧截面视图。
15.图2c-2e是示出图2a的基板载体的不同实施例的示意性俯视图。
16.图3a是可用于图1b的抛光系统中的另一示例性基板载体的示意性侧截面视图。
17.图3b是图3a的一部分的放大的示意性侧截面视图。
18.图3c是图3a的基板载体的示意性俯视图。
19.图4a是根据一个或多个实施例的可与本文公开的基板载体中的任何一者一起使用的示例性扣环的示意性侧截面视图。
20.图4b是图4a的一部分的放大的示意性侧截面视图。
21.图5a是根据一个或多个实施例的可与本文公开的基板载体中的任何一者一起使用的另一示例性扣环的放大的示意性侧截面视图。
22.图5b-5c是示出应变于从图5a的扣环的内边缘到外边缘的径向距离的下压力/偏转的示图。
23.为了促进理解，已尽可能地使用相同的附图标记来指定附图中共有的相同元件。可以预期，一个实施例的元件和特征可以有益地结合在其他实施例中，而无需进一步叙述。
具体实施方式
24.在描述装置和方法的几个示例性实施例之前，应理解，本公开不限于以下描述中所阐述的构造或者工艺步骤的细节。可以预见，本公开的一些实施例可与其他实施例相组合。
25.常规化学机械抛光(cmp)工艺会经受由抛光垫在基板边缘处的回弹而引起的在基板边缘处的不期望的高抛光速率。然而，在本公开的一个或多个实施例中，扣环在抛光垫上的下压力可以被径向地控制。对下压力的径向控制可以缓解垫回弹效应，从而改进基板边
缘均匀性和轮廓。
26.图1a是可用于实践本文所述方法的根据一个或多个实施例的抛光站100a的示意性侧视图。图1b是包括多个抛光站100a-c的多站抛光系统101的一部分的示意性平面图，其中抛光站100b-c中的每个与图1a中所描述的抛光站100a基本上类似。在图1b中，为了减少视觉混乱，在多个抛光站100a-c上未示出在图1a中描述的关于抛光站100a的部件中的至少一些。可适于受益于本公开的抛光系统包括lk以及lk prime平面化系统等，它们可从加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司得到。
27.如图1a中所示，抛光站100a包括台板102、耦接到台板102的第一致动器104、设置在台板102上且固定于台板102的抛光垫106、设置在抛光垫106之上的流体输送臂108、基板载体110(以横截面示出)和垫调节器组件112。这里，基板载体110从托架组件114(图1b)的托架臂113悬挂，使得基板载体110被设置在抛光垫106之上且面朝抛光垫106。托架组件114可绕托架轴c旋转，以在多站抛光系统101的基板载体装载站103(图1b)和/或抛光站100a-c之间移动基板载体110，并且从而移动卡紧在基板载体110中的基板122。基板载体装载站103包括用于将基板122装载至基板载体110的负载杯150(以虚线示出)。
28.在基板抛光期间，第一致动器104用于使台板102绕着台板轴a旋转，并且基板载体110设置在台板102上方且面朝台板102。基板载体110用于将设置在基板载体110中的基板122(以虚线示出)的待抛光表面推靠在抛光垫106的抛光表面上，同时绕载体轴b旋转。这里，基板载体110包括壳体111、耦接到壳体111的环形扣环115以及横跨扣环115的内径的膜117。扣环115围绕基板122并防止基板122在抛光期间从基板载体110滑出。膜117用于向基板122施加向下的力，并用于在基板装载操作期间和/或在基板抛光站之间将基板装载(卡紧)至基板载体110中。例如，在抛光期间，向载体腔室119提供加压气体，以在膜117上施加向下的力，并且从而在与膜117接触的基板122上施加向下的力。在抛光之前和抛光之后，可以将真空施加到腔室119，使得膜117向上偏转，以在膜117与基板122之间产生低压袋，从而将基板122真空卡紧至基板载体110中。
29.在存在由流体输送臂108提供的抛光液的情况下，将基板122推靠在垫106上。旋转的基板载体110在台板102的内半径与外半径之间振荡，以部分地减小抛光垫106表面的不均匀磨损。这里，基板载体110使用第一致动器124旋转，并且使用第二致动器126振荡。
30.这里，垫调节器组件112包括固定的研磨调节盘120(例如，灌注金刚石的盘)，固定的研磨调节盘120可被推靠在抛光垫106上，以使抛光垫106的表面复原和/或从抛光垫106去除抛光副产品或者其他碎屑。在其他实施例中，垫调节器组件112可以包括刷子(未示出)。
31.这里，多站抛光系统101和/或多站抛光系统101的各个抛光站100a-c的操作由系统控制器136(图1a)来促进。系统控制器136包括可编程中央处理单元(cpu 140)，可编程中央处理单元(cpu 140)可与存储器142(例如，非易失性存储器)和支持电路144一起操作。支持电路144常规地耦接到cpu 140，并且包括耦接到抛光系统101的各种部件的高速缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源等等、以及它们的组合，以促进对基板抛光工艺的控制。例如，在一些实施例中，cpu 140是在工业设置中使用的任何形式的通用计算机处理器中的一者(诸如可编程逻辑控制器(plc))，以用于控制各种抛光系统部件和子处理器。耦接至cpu 140的存储器142是非瞬态的，包括诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘驱动
器、硬盘、或任何其他形式的本地或远程的数字存储之类的容易获得的存储器中的一者或多者。
32.这里，存储器142是包含指令的计算机可读存储介质(例如，非易失性存储器)的形式，该指令在由cpu 140执行时促进抛光系统101的操作。存储器142中的指令是程序产品(诸如实施本公开的方法的程序(例如，中间件应用、设备软件应用等))的形式。程序代码可遵照数种不同编程语言中的任何一种。在一个示例中，本公开可以被实现为存储在计算机可读存储介质上以与计算机系统一起使用的程序产品。程序产品的(多个)程序限定实施例(包括本文所述的方法)的功能。
33.用作说明的计算机可读存储介质包括但不限于：(i)信息被永久存储于其上的不可写存储介质(例如，计算机内的只读存储器设备，诸如可由cd-rom驱动器读取的cd-rom磁盘、闪存、rom芯片或任何类型的固态非易失性半导体存储器)；以及(ii)其上存储有可变信息的可写存储介质(例如，软盘驱动器内的软盘或硬盘驱动器或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。此类计算机可读存储介质在承载引导本文所述方法的功能的计算机可读指令时，是本公开的实施例。
34.图2a是可用于图1b的抛光系统101中的示例性基板载体200的示意性侧截面视图。图2b是更详细地示出多个负载耦接件的图2a的部分的放大的示意性侧截面视图。除了另有说明的地方之外，基板载体200与图1a的基板载体110类似，并且对应的描述可以结合于此而不受限制。扣环115耦接到壳体111。在操作中，扣环115接触抛光垫106，以将基板122保持在基板载体110中，并且对抛光垫106施加预压缩。在一个或多个所示实施例中，扣环115具有由塑料(例如，聚氨酯(pu)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚醚醚酮(peek)、聚四氟乙烯(ptfe))、其他类似材料或其组合形成的整体成型的结构。在一些其他实施例(未示出)中，扣环115的靠近抛光垫106的下部由塑料形成，而扣环115的靠近壳体111的上部由诸如金属(例如，不锈钢或阳极氧化铝)、陶瓷、塑料(例如，聚苯硫醚(pps)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet))之类的相对刚性的材料、其他类似材料或其组合形成。在这种实施例中，扣环115具有粘合结构。
35.扣环115的环形主体包括内环部分128和环绕内环部分128的外环部分130。内环部分128具有面向环形主体的轴(诸如中心轴118)的内边缘132。外环部分130具有面朝与内边缘132相对的外边缘134。内环部分128和外环部分130是彼此同心的。内环部分128和外环部分130由在径向上定位在扣环115的内边缘132与外边缘134之间的线116限定。这里，线116是在内边缘132与外边缘134之间等距间隔开的中心线，使得内环部分128和外环部分130在径向方向上具有相等宽度。在一些其他实施例中，线116在内边缘132与外边缘134之间非等距间隔开，使得内环部分128和外环部分130在径向方向上具有不同宽度。线116沿着z轴对齐，例如，在重力方向上垂直对齐。扣环115的底边缘135面向抛光垫106并且在内边缘132与外边缘134之间延伸。底边缘135相对于z轴正交(例如，与重力方向正交地水平对齐)，与抛光垫106的顶表面107基本上平行。在一个或多个实施例中，底边缘135包括多个径向槽(未示出)以用于促进对抛光浆料进行传输。
36.这里，内环部分128和外环部分130一体地形成。在内环部分128和外环部分130一体地形成的一个或多个实施例中，施加到内环部分128或外环部分130中的一者的力至少部分地分布在部分128和部分130两者上。在一些实施例(未示出)中，内环部分128和外环部分
130分离地形成。在这种实施例中，施加到内环部分128和外环部分130中的相应一者的力被隔离到该相应一者。在一些实施例(未示出)中，内环部分128和外环部分130相对于彼此可独立移动。在一个或多个实施例中，施加到内环部分128或外环部分130中的一者的力可操作以在扣环115中产生扭矩。
37.在一些实施例中，差分力经由基板载体200的壳体111施加到内环部分128和外环部分130，使得扣环115将对应的差分力施加到与扣环115接触的抛光垫106的顶表面107。在一些实施例中，对应的差分力与施加到内环部分128和外环部分130的差分力成比例。在一些实施例中，施加到内环部分128和外环部分130的差分力在扣环115的环形主体中产生扭矩，使得底边缘135不垂直于z轴，或者相对于x-y平面倾斜。在一个或多个实施例中，所述倾斜可以是线性的或弯曲的。在一个或多个实施例中，扭矩和所施加的差分力取决于扣环115的扭转刚度。在一个或多个实施例中，扣环115的扭转刚度或扭转常数可以为从约1,000牛-米/弧度至约150,000牛-米/弧度。在一些实施例中，沿着z轴的最大偏转为约1密耳或更小，诸如约0.1密耳或更小，或者从约0.1密耳至约1密耳，诸如从约0.1密耳至约0.5密耳。在一些实施例中，底边缘135相对于x-y平面的倾斜角度为约1
°
或更小，诸如约0.1
°
或更小。在这种实施例中，扣环115的底边缘135与抛光垫106的顶表面107之间的界面具有与环形主体的扭矩相对应的倾斜。所述扭矩和底边缘135的所得倾斜导致差分力被施加到抛光垫106。
38.在图2a-2b的实施例中，多个负载耦接件(例如，内负载耦接件210和外负载耦接件212)设置在壳体111中。内负载耦接件210和外负载耦接件212定位在与扣环115的内边缘132相距不同径向距离处。这里，外负载耦接件212环绕内负载耦接件210。内负载耦接件210和外负载耦接件212在径向上彼此间隔开。在一些其他实施例(未示出)中，所述多个负载耦接件在周向上彼此间隔开，或者在z方向上彼此间隔开(例如，堆叠)。在一些实施例中，所述多个负载耦接件包括与独立施加到扣环115的力的数量相等数量的负载耦接件。在一些实施例中，所述多个负载耦接件包括从两个至五个的负载耦接件，诸如三个、四个或五个负载耦接件。
39.这里，内负载耦接件210包括气囊214，气囊214耦接到扣环115的内环部分128。气囊214设置在内环部分128上方。同样地，外负载耦接件212包括气囊216，气囊216耦接到扣环115的外环部分130。气囊216设置在外环部分130上方。在一些实施例中，每个气囊214、216绕壳体111连续地延伸。在一个或多个实施例中，每个气囊214、216的压力面积可以为从约20平方英寸至30平方英寸，诸如约26平方英寸。在一个或多个实施例中，每个气囊214、216的压力范围可以为从约1psi至约6psi。在一个或多个可选实施例中，每个气囊214、216通过各自的紧固件218、220耦接到内环部分128和外环部分130中的相应一者。这里，每个气囊214、216独立地耦接到各自的气动管线222、224，其中每个气动管线222、224流体耦接到上气动组件(upa)(未示出)。该upa流体耦接到气动压力源(未示出)，例如用于向气囊214、216中的每一者供应合适的气体(诸如空气或n2)的罐或泵。在一个或多个实施例中，upa可操作以供应高达12psi。在一个或多个实施例中，气动旋转穿通(pneumatic rotary feedthrough)(未示出)流体耦接在抛光系统101与可旋转壳体111之间的气动管线222、224。
40.在一些其他实施例(未示出)中，每个气囊214、216包括多个弧形区段，每个弧形区段部分地绕壳体111延伸(例如，延伸约30
°
)。在这种实施例中，对扣环115的加载可朝向扣
环115的特定环形区域偏置。例如，随着抛光垫106和台板102在基板载体200之下旋转，可能期望在扣环115的前缘上施加第一径向差分力并在扣环115的后缘上施加第二差分力。在这种实施例中，可能期望使用多个线性致动器(例如，螺线管、pzt设备等)，该多个线性致动器定位成在z方向上向扣环115施加力，这是因为气动控制可能不能以与基板载体200的旋转速率匹配的速率致动。
41.在实践中，向气囊214、216中的相应一者提供气动压力会增加该相应气囊中的压力。作为增加气囊214、216中相应一者中的压力的结果，对应增加的力(例如，通过可选的各个紧固件218、220)直接或间接地施加到扣环115的内环部分128和外环部分130中的相应一者。在一些实施例中，被施加到内环部分128和外环部分130中的每一者的力可以为从约20磅力(lbf)至约180磅力，该力对应于气囊中的压力乘以气囊的压力面积。
42.在一个或多个实施例中，内负载耦接件210可操作以向内环部分128施加第一下压力202。同样地，外负载耦接件212可操作以向外环部分130施加第二下压力204。在一个或多个实施例中，第一下压力202和第二下压力204的加载轴可在径向方向上间隔开约0.5英寸至约1英寸。在一个或多个实施例中，可能期望最大化或增加加载轴之间的间隔，以便在相同负载下分别在扣环115上赋予最大或增加的扭矩。在一些实施例中，施加到内环部分128的第一下压力202大于施加到外环部分130的第二下压力204。在一些实施例中，第二下压力204为零。在第一下压力202较大的实施例中，扣环115移动自身取向，使得相比外环部分130，内环部分128朝向抛光垫106的顶表面107倾斜更大的程度(即，正锥度)。在第一下压力202较大的实施例中，由内环部分128施加到抛光垫106的对应力大于由外环部分130施加到抛光垫106的对应力。作为结果，抛光垫106在内环部分128下发生更大偏转。换言之，由于由气囊或致动器施加的产生扭矩的力，相对于扣环115的外边缘134，抛光垫106在扣环115的内边缘132处(即，邻接基板122的外边缘)发生更大偏转。
43.在一些其他实施例中，施加到外环部分130的第二下压力204大于施加到内环部分128的第一下压力202。在一些实施例中，第一下压力202为零。在第二下压力204较大的实施例中，扣环115移动自身取向，使得相比内环部分128，外环部分130朝向抛光垫106的顶表面107倾斜更大的程度(即，负锥度)。在第二下压力204较大的实施例中，由外环部分130施加到抛光垫106的对应力大于由内环部分128施加到抛光垫106的对应力。作为结果，抛光垫106在外环部分130下发生更大偏转。换言之，由于由气囊或致动器施加的产生扭矩的力，相对于扣环115的内边缘132，抛光垫106在扣环115的外边缘134处发生更大偏转。
44.有益地，基板载体110可以通过对第一下压力202和第二下压力204进行调制来控制抛光垫106沿着径向方向的偏转。在一些实施例中，一个或多个附加的下压力被独立地施加到扣环115，诸如在不同径向距离处独立施加的总共两个至五个下压力，诸如三个、四个或五个独立施加的下压力。有益地，基板载体110可以改善基板非均匀性，而无需替换或重新设计扣环115。在一些实施例中，除了本文所述的第一下压力202和第二下压力204之外，预加载的力也被施加到扣环115。
45.图2c-2e是示出图2a的基板载体200的不同实施例的示意性俯视图。在图2c-2e中，壳体111的某些部分和基板载体200的某些其他内部和外部部件被省略，以更清楚地示出负载耦接件210、212相对于扣环115的定位。参考图2c，内负载耦接件210和外负载耦接件212中的每一者绕壳体111连续地延伸。在这种实施例中，每个负载耦接件210、212独立地耦接
到各自的气动管线222、224。在这种实施例中，扣环115的径向差分力和扭矩绕扣环115的圆周基本上均匀。
46.参考图2d，内负载耦接件210和外负载耦接件212中的每一者包括多个弧形区段(例如，两个弧形区段)，每个弧形区段部分地绕壳体111延伸(例如，延伸约180
°
)。在所示实施例中，内负载耦接件210包括弧形区段210a、210b。同样地，外负载耦接件212包括弧形区段212a、212b。在一些实施例中，多个负载耦接件210、212中的每一者包括从一个至十二个弧形区段，诸如一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个或十二个弧形区段。这里，多个负载耦接件210、212中的区段中的每一者被设计为大小相等(例如，具有相同弧长)。在一些其他实施例中，区段具有彼此不同的大小。这里，内负载耦接件210的弧形区段210a、210b流体耦接到同一气动管线222，使得施加到弧形区段210a、210b中的每一者的压力相等。在这种实施例中，扣环115的径向差分力和扭矩绕扣环115的圆周基本上均匀。同样地，外负载耦接件212的弧形区段212a、212b流体耦接到同一气动管线224，使得施加到弧形区段212a、212b中的每一者的压力相等。有益地，基板载体200可通过对由弧形区段210a、210b、212a或212b中的一个或多个施加的下压力进行调制来控制抛光垫106沿着径向方向或在扣环的扇区内的偏转。
47.在图2e中，内负载耦接件210的弧形区段210a、210b独立地耦接到不同的气动管线222a、222b，使得施加到弧形区段210a、210b中的每一者的压力独立可控。在这种实施例中，施加到弧形区段210a、210b中的每一者的压力可以是相同或不同的。同样地，外负载耦接件212的弧形区段212a、212b独立地耦接到不同的气动管线224a、224b，使得施加到弧形区段212a、212b中的每一者的压力独立可控。在这种实施例中，施加到弧形区段212a、212b中的每一者的压力可以是相同或不同的。在这种实施例中，扣环115的径向差分力和扭矩绕扣环115的圆周可以是相同或不同的。有益地，具有对多个弧形区段中的每一者的独立控制提供了对施加到扣环115的差分力的更精确控制，并且因此提供了对由扣环115施加到抛光垫106的差分力的更精确控制。
48.图3a是可用于图1b的抛光系统101中的另一示例性基板载体300的示意性侧视图。图3b是更详细地示出多个负载耦接件的图3a的部分的放大的示意性侧视图。除了另有说明的地方之外，基板载体300与图2a-2b的基板载体200类似，并且对应的描述可以结合于此而不受限制。参考图3b，内负载耦接件和外负载耦接件310包括固定地耦接到壳体111的下夹具314以及可移动地耦接到壳体111的上夹具316。下夹具314和上夹具316在它们之间具有匹配的、可相对移动的接合。这里，下夹具314和上夹具316相对于彼此可垂直移动。在一些其他实施例中，下夹具314和上夹具316具有一个或多个额外的相对运动的度。下夹具314包括多个沟道318(这里是一对沟道)，以适应下夹具314与上夹具316之间的垂直相对移动。上夹具316进一步固定地耦接到扣环115并可与扣环115一起移动。在一些实施例中，上夹具316通过一个或多个紧固件320固定地耦接到扣环115。上夹具316进一步包括在下夹具314上方延伸的推杆322。
49.与图2a-2b的基板载体200相反，基板载体300包括多个独立的致动器(例如，第一致动器306和第二致动器308)。第一致动器306可操作地耦接到内负载耦接件310的推杆322，使得第一致动器306的线性移动向推杆322施加力，该力被传递到扣环115。以此方式，由第一致动器306产生第一下压力302。同样地，第二致动器308可操作地耦接到外负载耦接
件312的推杆322，使得第二致动器308的线性移动向推杆322施加力，该力被传递到扣环115。以此方式，由第二致动器308产生第二下压力304。
50.图3c是图3a的基板载体300的示意性俯视图。在图3c中，壳体111的某些部分和基板载体300的某些其他内部和外部部件被省略，以更清楚地示出致动器306、308和负载耦接件310、312相对于扣环115的定位。这里，第一致动器306和第二致动器308中的每一者在周向上对齐。如图所示，多个致动器306、308设置在绕壳体111的环中。在这种实施例中，多个致动器306、308可操作以向扣环115施加径向差分力，该径向差分力绕扣环115的内环部分128和外环部分130中的每一者的圆周基本上均匀。在一个或多个实施例中，多个致动器306、308可独立地致动。在这种实施例中，多个致动器306、308可以可操作以在径向方向和周向方向两者上施加差分力。这里，内负载耦接件310和外负载耦接件312中的每一者绕壳体111连续地延伸。在一些其他实施例(未示出)中，内负载耦接件310和外负载耦接件312中的每一者包括与多个致动器306、308中的每一个致动器对齐的多个弧形区段。在这种实施例中，将多个致动器306、308中的每一者与各个弧形区段配对，这提供了在任何时间点对多个不同环形区域中的每一者内的扣环115中产生的扭矩的精确控制。例如，随着抛光垫106和台板102在基板载体300之下旋转，可能期望在扣环115的前缘上产生第一扭矩并在扣环115的后缘上产生第二扭矩。在一些其他实施例(未示出)中，内负载耦接件310和外负载耦接件312中的每一者包括多个弧形区段，每个弧形区段部分地绕壳体111延伸(例如，延伸约30
°
)。
51.在一些实施例中，如图3b-3c所示，第一致动器306和第二致动器308设置在壳体111中。在一些其他实施例(未示出)中，第一致动器306和第二致动器308设置在壳体111外部，诸如耦接到托架臂113或托架组件114(图1b)。在一些实施例中，第一致动器306和第二致动器308可以是螺线管、气动致动器、液压致动器、压电致动器、音圈、步进电机、其他线性致动器、其他类似致动器或其组合。
52.在图2a-2b和图3a-3b所示的实施例中，多个负载耦接件设置在壳体111中。在一些其他实施例(未示出)中，多个负载耦接件设置在壳体111外部，诸如耦接到托架臂113或托架组件114(图1b)。在图2a-2b和图3a-3b所示的实施例中，多个负载耦接件相对于扣环115的内环部分128和外环部分130径向(例如，沿着z轴)对齐。在一些其他实施例(未示出)中，多个负载耦接件中的一个或多个未与内环部分128和外环部分130对齐，例如，从内环部分128和外环部分130径向偏移。在本文所述的一个或多个实施例中，在使用期间，扣环115的底边缘135由于与抛光垫106的接触而磨损。在一些实施例中，使用一个或多个原位传感器来测量该磨损。在这种实施例中，基于所测量的底边缘135的磨损来控制施加到扣环115的径向差分力和由此导致所产生的扭矩。在一些其他实施例中，基于扣环115的材料来控制底边缘135的磨损。例如，在一个或多个实施例中，内环部分128和外环部分130中的每一者的各个底边缘135可以由具有不同硬度和/或耐磨性的不同材料形成。在一个或多个实施例中，可以选择材料以减轻对扣环115的内边缘132(例如，在内边缘132与底边缘135相交处)的挖槽。
53.图4a是可以与本文公开的基板载体110、200、300、400中的任何一者一起使用的示例性扣环415的示意性侧视图。图4b是图4a的一部分的放大的示意性侧视图。仅出于说明性目的，扣环415与示例性基板载体400结合地示出。基板载体400并不具体限于所示实施例，
并且扣环415可以与本文公开的基板载体200、300中的任何一者组合而不受限制。因此，基板载体200、300的对应描述可以结合于此而不受限制。参考图4a-4b，扣环415具有周向槽420。周向槽420形成在扣环415的底边缘135中。在一个或多个实施例中，周向槽420是绕扣环415的连续环形槽。在一些其他实施例中，周向槽420由多个弧形区段组成。在一个示例中，弧形区段由径向取向的槽分开，并且具有相对于扣环的中心轴扫掠长度为约5度与约175度之间的弧长。这里，周向槽420在横截面上具有正方形轮廓。例如，在一个或多个所示实施例中，周向槽420具有与底边缘135基本上正交的内边缘422和外边缘424。周向槽420具有在内边缘422与外边缘424之间延伸的顶边缘426，其中顶边缘426基本上平行于底边缘135。周向槽420在径向方向上从内边缘422到外边缘424的宽度为约0.1英寸至约0.5英寸。在一些实施例中，周向槽420从底边缘135到顶边缘426的高度为约0.1英寸至约0.5英寸。
54.在一些其他实施例(未示出)中，周向槽420可在横截面上具有矩形、圆形或卵形轮廓。如图4b所示，周向槽420与线116对称地对齐。在此配置中，周向槽420在扣环115的内边缘132与外边缘134之间等距间隔开，使得内环部分128的底边缘135a和外环部分130的底边缘135b在径向方向上具有相等宽度。在一些其他实施例中，周向槽420在内边缘132与外边缘134之间非等距间隔开，使得内环部分128的底边缘135a和外环部分130的底边缘135b分别在径向方向上具有不同宽度。周向槽420可以在单个整体扣环(例如，扣环415)内产生两个独立扣环的效果，即通过分别针对内环部分128和外环部分130形成分离的底边缘135a、135b。周向槽420增加了扣环415在相同负载下的扭矩并改进了扣环415沿着径向方向向抛光垫106施加和控制差分力的能力。
55.图5a是可以与本文公开的基板载体110、200、300、400中的任何一者一起使用的另一示例性扣环115的放大的示意性侧视图。这里，第一下压力502a被施加到内环部分128，并且第二下压力504a被施加到外环部分130。图5b-5c是示出应变于从图5a的扣环115的内边缘132到外边缘134的径向距离的下压力/偏转的示图。图5b-5c中所示的示图中的每个示图都与图5a的扣环115的示意图径向对齐。
56.图5b分别示出了扣环115和抛光垫106的下压力和偏转，其中第一下压力502b大于第二下压力504b。第一下压力502b和第二下压力504b分别在-z方向上被施加到内环部分128和外环部分130，从而在扣环115中产生扭矩。扣环115的扭矩通过扣环115的底边缘135与抛光垫106的顶表面107之间的接触来向抛光垫106施加差分压力。在-z方向上施加到抛光垫106的力506b从扣环115的外边缘134到内边缘132是增加的。这里，力506b线性地变化。在一些其他实施例中，力506b非线性地变化。作为力506b的结果，抛光垫106在-z方向上的偏转508b从扣环115的外边缘134到内边缘132是增加的。这里，抛光垫106的偏转508b与所施加的力506b直接、线性地成比例。在一些其他实施例中，所施加的力506b和偏转508b彼此非线性地成比例。
57.图5c分别示出了扣环115和抛光垫106的下压力和偏转，其中第一下压力502c小于第二下压力504c。第一下压力502c和第二下压力504c分别在-z方向上被施加到内环部分128和外环部分130，从而在扣环115中产生扭矩。扣环115的扭矩通过扣环115的底边缘135与抛光垫106的顶表面107之间的接触来向抛光垫106施加差分压力。在-z方向上施加到抛光垫106的力506c从扣环115的外边缘134到内边缘132是增加的。这里，力506c线性地变化。在一些其他实施例中，力506c非线性地变化。作为力506c的结果，抛光垫106在-z方向上的
偏转508c从扣环115的外边缘134到内边缘132是增加的。这里，抛光垫106的偏转508c与所施加的力506c直接、线性地成比例。在一些其他实施例中，所施加的力506c和偏转508c彼此非线性地成比例。
58.在一个或多个实施例中，系统控制器136(图1a)可操作以控制扣环上的多个径向和/或周向差分力。在一个或多个实施例中，该控制可基于预定的抛光计划。在一些实施例中，系统控制器136可操作以独立地监测多个所施加的力并且实时地调节所施加的力。在一些实施例中，系统控制器136可操作以从一个或多个传感器(例如，光学传感器)接收输入，以原位地测量晶片厚度和/或晶片非均匀性。在一些实施例中，台板102上或台板102内的传感器感测晶片厚度。在一些实施例中，系统控制器136可操作以输出信号，以基于原位测量结果来控制多个负载耦接件或致动器中的每一者。系统控制器136是用于控制本文公开的(多个)处理系统中找到的一个或多个部件的通用计算机。系统控制器136通常被设计成促进对本文公开的处理顺序中的一个或多个处理顺序的控制和自动化，并且通常包括中央处理单元(cpu)(未示出)、存储器(未示出)、以及支持电路(或i/o)(未示出)。软件指令和数据可被编码并存储在存储器(例如，非瞬态计算机可读介质)内以用于指令cpu。可由系统控制器内的处理单元读取的程序(或计算机指令)确定哪些任务可在处理系统中执行。例如，非瞬态计算机可读介质包括程序，该程序被配置成在由处理单元执行时，执行本文描述的方法中的一个或多个方法。较佳地，所述程序包括用于执行与对移动、所施加的力/负载、和/或其他各种工艺配方变量和所执行的各种cmp工艺配方步骤进行监测、执行和控制相关的任务的代码。总之，本公开的各方面至少使得能够对施加到扣环的径向和/或周向差分力进行精确控制，从而使得能够对与扣环接触的抛光垫的压缩进行精确控制。作为结果，本公开的实施例实现了对抛光垫偏转的改进控制，并且由此缓解了基板轮廓问题。
59.虽然前述针对本公开的实施例，但是可在不脱离本公开的基本范围的情况下设计本公开的其他和进一步实施例，并且本公开的范围由所附权利要求书确定。