CN105097628A - 定位治具与制作工艺机台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位治具与制作工艺机台。定位治具用以标定并排设置的两刷洗件之间的距离。定位治具包括主体以及定位块。主体具有多个刻度标记，且包括一延伸部。延伸部具有相对的两侧边以及对应于此两侧边的宽度，其中靠近延伸部的尾端的位置上的宽度小于相对远离尾端的位置上的宽度。定位块滑设于主体，且具有承靠面。延伸部适于插入此两刷洗件之间。当承靠面与延伸部的此两侧边共同承靠此两刷洗件时，定位块对应于这些刻度标记中的一个，且被对应的刻度标记指示此两刷洗件之间的距离。

Description

定位治具与制作工艺机台

技术领域

本发明是有关于一种定位治具与制作工艺机台，且特别是有关于一种可调式定位治具与应用此可调式定位治具的制作工艺机台。

背景技术

在现有的半导体制作工艺中，随着制作工艺线宽的缩减与元件集成度(density)的提高，平坦化技术的更显重要。其中，化学机械抛光(ChemicalMechanicalPlanarization，CMP)即为目前半导体制作工艺中可达到全局平坦化最有效的技术之一。通常而言，化学机械抛光是将基材直接与旋转抛光垫接触，并用载重物在基材的背面施加压力。在抛光期间，旋转抛光垫与操作台旋转，同时在基材的背面保持向下的力，并将磨料和化学活性溶液(通常称为研磨液)涂布于垫片上，通过研磨液与正在抛光的薄膜发生化学反应而开始进行抛光过程。

由于研磨液是高黏稠性(highviscosity)的化学品且通常含有大量的研磨颗粒，因此在进行化学机械抛光制作工艺后必须立即清洗硅芯片，否则容易在硅芯片的表面上凝结成固态残余物。一般而言，清洗步骤可使用刷洗(brushcleaning)、喷洗(spraycleaning)及超音波清洗(ultrasoniccleaning)等方式来进行，目前较普遍的清洗方式是使用稀释的氨水(ammonia)以去除研磨后残留的粒子污染物，或者是稀释后的氢氟酸(hydrofluoricacid)去除微量的金属污染物。

然而，强酸与强碱极易造成铜导线及低介电(lowdielectric)材料的损坏，因此在铜制作工艺(coppermetallization)中，通常会选用较为温和的有机酸(organicacid)或是有机碱(organicbasic)，辅以添加的界面活性剂(surfactant)及螯合剂(chelatingagents)，来去除研磨液的微粒子及金属不纯物(metalimpurity)。在刷洗过程中，通常会使用两个并列的刷洗件(brusher)来刷洗硅芯片的表面，其中两个并列的刷洗件之间的距离将会影响实际清洗硅芯片的效果。而在两个并列的刷洗件之间的距离调整不当的情况下，便容易造成硅芯片的损伤，并使得制作工艺良率下滑。

发明内容

本发明提供一种定位治具，可具有较佳的使用灵活度。

本发明提供一种制作工艺机台，可具有较佳的制作工艺弹性，并有助于提高制作工艺良率。

本发明的定位治具适用于制作工艺机台，并可用以标定并排设置的两刷洗件之间的距离。定位治具包括主体以及定位块。主体具有多个刻度标记。主体包括延伸部。延伸部具有相对的两侧边以及对应于此两侧边的宽度，其中靠近延伸部的尾端的位置上的宽度小于相对远离尾端的位置上的宽度。定位块滑设于主体。定位块具有承靠面，延伸部适于插入此两刷洗件之间，其中当承靠面与延伸部的此两侧边共同承靠此两刷洗件时，定位块对应于这些刻度标记中的一个，且被对应的刻度标记指示此两刷洗件之间的距离。

在本发明的一实施例中，上述的主体具有第一滑动部，且定位块具有与第一滑动部相配合的第二滑动部。

在本发明的一实施例中，上述的第一滑动部为鸠形凸块，且第二滑动部为鸠形凹槽。

在本发明的一实施例中，上述的第一滑动部为鸠形凹槽，且第二滑动部为鸠形凸块。

在本发明的一实施例中，上述的定位块具有平行于这些刻度标记的端面。当定位块对应于这些刻度标记中的一个时，端面与被对应的刻度标记切齐。

本发明的制作工艺机台包括制作工艺设备以及前述定位治具。制作工艺设备包括容槽与两刷洗件，其中此两刷洗件并列设置于容槽内。

在本发明的一实施例中，上述的制作工艺设备更包括至少一调整机构。调整机构设置于容槽，并连接此两刷洗件中的一个。当延伸部插入此两刷洗件之间，且定位块对应于这些刻度标记中的一个时，调整机构带动连接调整机构的刷洗件，以使此两刷洗件分别抵靠承靠面与延伸部的此两侧边。

基于上述，本发明的定位治具的主体具有锥度(taper)，也就是说，靠近主体的延伸部的尾端的位置上的宽度小于相对远离尾端的位置上的宽度。并且，定位治具的定位块可相对于主体滑移，故在定位治具的定位基准可调变的情况下，可具有较佳的使用灵活度。而本发明的制作工艺机台可透过前述定位治具适度地调整两刷洗件之间的距离，从而具有较佳的制作工艺弹性，并在刷洗待抛光对象的过程中，避免造成待抛光对象的损伤，藉以提高制作工艺良率。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1A是本发明一实施例的制作工艺机台的示意图。

图1B是图1A的制作工艺设备进行化学机械抛光的示意图。

图2是图1A的制作工艺设备与应用于此制作工艺设备的定位治具的示意图。

图3是图2的定位治具的具体结构的示意图。

图4是图1A的制作工艺设备的局部示意图。

图5是本发明另一实施例的定位治具。

【符号说明】

1：待抛光物件

10：制作工艺机台

100：制作工艺设备

110：容槽

120a：第一刷洗件

120b：第二刷洗件

130：喷洗件

140：调整机构

141：制动件

142：轴杆

143：驱动件

200：定位治具

210、210a：主体

211：刻度标记

212：延伸部

212a：侧边

212b：尾端

213：第一滑动部

220、220a：定位块

221：承靠面

222：第二滑动部

223：端面

W1、W2：宽度

具体实施方式

图1A是本发明一实施例的制作工艺机台的示意图。图1B是图1A的制作工艺设备进行化学机械抛光的示意图。图2是图1A的制作工艺设备与应用于此制作工艺设备的定位治具的示意图，其中为求清楚表示与说明，图2省略绘示调整机构140。请参考图1A、图1B与图2，在本实施例中，制作工艺机台10包括制作工艺设备100以及定位治具200，其中制作工艺设备100例如是应用于半导体制作工艺的化学机械抛光设备，但本发明不限于此。

制作工艺设备100包括容槽110、第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b，其中第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b并列设置于容槽100内，且第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离可因应待抛光对象1(例如晶圆)的不同厚度来加以调整，以使此第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b可分别与待抛光对象1相对的两表面接触。并且，第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b与待抛光对象1相对的两表面之间接触状态，是以进行刷洗步骤时，可将待抛光对象1相对的两表面上的不规则轮廓抛光，以使抛光对象1相对的两表面平坦化且不损及待抛光对象1本体与其相对的两表面上的布线为原则。

通常而言，制作工艺设备100还包括并列设置的两喷洗件130，这些喷洗件130可提供稀释的氨水(ammonia)以去除第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b研磨待抛光对象1后残留的粒子污染物，或者是稀释后的氢氟酸(hydrofluoricacid)以去除微量的金属污染物。由于第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离可因应待抛光对象1(例如晶圆)的不同厚度来加以调整，因此当第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b旋转时，第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b分别施加于待抛光对象上的力矩(torque)的大小可控制得宜，故不易造成待抛光对象1的损伤，以提高制作工艺良率。

图3是图2的定位治具的具体结构的示意图。请参考图2与图3，在本实施例中，定位治具200适用于标定第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离，以使第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b与待抛光对象相对的两表面之间接触状态可控制得宜。定位治具200包括主体210以及定位块220，其中主体210具有多个刻度标记211，而这些刻度标记211例如是沿着主体210的长度方向等间距地排列，但本发明不限于此。在其它实施例中，亦可因应微调(fineadjustment)或粗调(coarseadjustment)等不同操作需求，而将刻度标记211设计为不等间距排列的态样，也就是说，主体210上的刻度标记211可有疏密之分。

主体210可包括延伸部212，其中延伸部212具有相对的两侧边212a以及对应于此两侧边212a的宽度，并且在延伸部212的不同位置上对应于此两侧边212a的宽度各不相同。举例而言，在靠近延伸部212的尾端212b的位置上的宽度W1小于相对远离尾端212b的位置上的宽度W2，也就是说，延伸部212实质上具有锥度(taper)，故对应于此两侧边212a的宽度在越靠近尾端212b时越小。

定位块220滑设于主体210，且定位块220具有承靠面221。延伸部212适于置入容槽110内并插入第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间，其中当承靠面221与延伸部212的此两侧边212a共同承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b时，定位块220对应于这些刻度标记211中的一个，且被对应的刻度标记211指示第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离。举例而言，前述距离可以是指第一刷洗件120a的轴心以及第二刷洗件120b的轴心之间的距离，或者是第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b分别承靠此两侧边212a时的接触点之间的距离，本发明对此不加以限制。

具体而言，主体210具有第一滑动部213，且定位块220具有与第一滑动部213相配合的第二滑动部222，也就是说，第一滑动部213的轮廓实质上与第二滑动部222的轮廓互补。在此，第一滑动部213可以是鸠形凸块，而第二滑动部222可以是与前述鸠形凸块相配合的鸠形凹槽。藉此，定位块220可沿着主体210的长度方向来回移动，以对应于这些刻度标记211中的一个，从而在延伸部212插入第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间，且承靠面221与延伸部212的此两侧边212a共同承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b时，透过被对应的刻度标记211指示此第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离。

在本实施例中，这些刻度标记211例如是刻画于第一滑动部213上，但本发明不限于此。在其他实施例中，这些刻度标记211也可以是刻画于相对于第一滑动部213的表面214上，或者是刻画于此两侧边212a中的一个上，抑或是同时刻画于主体210的多个而向上。

另一方面，定位块220可具有平行于这些刻度标记211的端面223，当定位块220对应于这些刻度标记211中的一个时，端面223可与被对应的刻度标记211切齐，以在承靠面221与延伸部212的此两侧边212a共同承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b时，明确指示出第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离。需说明的是，图3中所标示的端面223仅用以举例说明，故在其他实施例中，端面223的实际位置当视设计需求而有所调整，本发明对此不加以限制。举例而言，端面223亦可为承靠面221。

由于第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离可因应待抛光对象的不同厚度来加以调整，而第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离可由定位治具200所标定，因此当定位块220对应于这些刻度标记211中的一个，可将延伸部212插入第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间。此时，承靠面221与延伸部212的此两侧边212a可能尚未共同承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b，故需进一步调整此两刷洗件120之间的距离，以使承靠面221与延伸部212的此两侧边212a共同承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b。以下将针对调整第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的相对位置的作动机制作进一步的说明。

图4是图1A的制作工艺设备的局部示意图。请参考图2至图4，在本实施例中，制作工艺设备100更包括至少一调整机构140(图2仅是示意地绘示出一个)，调整机构140设置于容槽，并连接第一刷洗件120a。当延伸部212插入此第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间，且定位块220对应于这些刻度标记221中的一个时，调整机构130可带动第一刷洗件120a相对于第二刷洗件120b移动，以改变第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的相对位置，使得此第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b可分别抵靠承靠面221与延伸部212的此两侧边212a。

虽然在上述实施例中，是以调整机构140连接第一刷洗件120a做介绍，但在其他实施例中，调整机构140亦可以是连接第二刷洗件120b，或者是在调整机构140的数量为两个的情况下，将此两调整机构140分别连接第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b，本发明对此不加以限制。

更进一步而言，调整机构140可包括位于容槽110内侧的制动件141、轴杆142以及驱动件143。轴杆142分别穿过制动件141、驱动件143与容槽110的侧壁，且制动件141与驱动件143分别位于容槽110的侧壁的相对两侧。当施加驱动力于驱动件143以带动驱动件143转动时，驱动件143同时带动轴杆142转动，并使得制动件141朝靠近或远离容槽140的方向移动，藉以改变第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的相对位置。

以上是针对定位治具200的其中一种标定方法做介绍，亦即将定位块220对应于这些刻度标记211中的一个后加以固定于主体210上，接着将延伸部212插入第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间，并透过调整机构140调整第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的相对位置，使得第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b可分别抵靠承靠面221与延伸部212的此两侧边212a，进而决定第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离，而前述距离例如是与被定位块220所对应的刻度标记211的数值相符。然而，定位治具200的标定方法并不限定于上述，以下将举出另一种标定方法加以说明。

举例而言，在第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的相对位置被固定的情况下，使用者可先将延伸部212插入第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间，并使第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间共同承靠延伸部212的此两侧边212a。接着，朝向第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b的所在处移动定位块200，以使定位块200的承靠面221也承靠第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b。此时，被定位块200所对应的刻度标记211即可指示出第一刷洗件120a以及第二刷洗件120b之间的距离。同上所述，前述距离例如是与被定位块220所对应的刻度标记211的数值相符。

以下将列举其他实施例的定位治具以作为说明。在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。

图5是本发明另一实施例的定位治具。请参考图5，在本实施例中，主体210a的第一滑动部213可以是鸠形凹槽，而定位块220a的第二滑动部222可以是与前述鸠形凹槽相配合的鸠形凸块。

综上所述，本发明的定位治具的主体具有锥度(taper)，也就是说，靠近主体的延伸部的尾端的位置上的宽度小于相对远离尾端的位置上的宽度。并且，定位治具的定位块可相对于主体滑移以对应于主体上的多个刻度标记中的一个，而具有不同的的定位基准。也就是说，在定位治具的定位基准可调变的情况下，其可具有较佳的使用灵活度。

另一方面，本发明的制作工艺机台可透过前述定位治具适度地调整两刷洗件之间的距离，其中在定位块的承靠面与主体的延伸部的两侧边共同承靠两刷洗件时，被对应的该刻度标记即可指示出两刷洗件之间的距离。如此为之，不仅可使本发明的制作工艺机台具有较佳的制作工艺弹性，亦可在刷洗待抛光对象的过程中，避免造成待抛光对象的损伤，藉以提高制作工艺良率。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视随附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (10)

1.一种定位治具，适用于一制作工艺机台，以标定并排设置的两刷洗件之间的距离，该定位治具包括：

一主体，具有多个刻度标记，该主体包括一延伸部，该延伸部具有相对的两侧边以及对应于该两侧边的宽度，其中靠近该延伸部的一尾端的位置上的该宽度小于相对远离该尾端的位置上的该宽度；以及

一定位块，滑设于该主体，该定位块具有一承靠面，该延伸部适于插入该两刷洗件之间，其中当该承靠面与该延伸部的该两侧边共同承靠该两刷洗件时，该定位块对应于这些刻度标记中的一个，且被对应的该刻度标记指示该两刷洗件之间的距离。

2.根据权利要求1所述的所述的定位治具，其中该主体具有一第一滑动部，且该定位块具有与该第一滑动部相配合的一第二滑动部。

3.根据权利要求2所述的所述的定位治具，其中该第一滑动部为一鸠形凸块，且该第二滑动部为一鸠形凹槽。

4.根据权利要求2所述的所述的定位治具，其中该第一滑动部为一鸠形凹槽，且该第二滑动部为一鸠形凸块。

5.根据权利要求1所述的所述的定位治具，其中该定位块具有平行于这些刻度标记的一端面，当该定位块对应于这些刻度标记中的一个时，该端面与被对应的该刻度标记切齐。

6.一种制作工艺机台，包括：

一制作工艺设备，包括：

一容槽；以及

两刷洗件，并列设置于该容槽内；以及

一定位治具，适用于标定该两刷洗件之间的距离，该定位治具包括：

一主体，具有多个刻度标记，该主体包括一延伸部，该延伸部具有相对的两侧边以及对应于该两侧边的宽度，其中靠近该延伸部的一尾端的位置上的该宽度小于相对远离该尾端的位置上的该宽度；以及

一定位块，滑设于该主体，该定位块具有一承靠面，该延伸部适于插入该两刷洗件之间，其中当该承靠面与该延伸部的该两侧边共同承靠该两刷洗件时，该定位块对应于这些刻度标记中的一个，且被对应的该刻度标记指示该两刷洗件之间的距离。

7.根据权利要求6所述的所述的制作工艺机台，其中该主体具有一第一滑动部，且该定位块具有与该第一滑动部件相配合的一第二滑动部。

8.根据权利要求7所述的所述的制作工艺机台，其中该第一滑动部为一鸠形凸块，且该第二滑动部为一鸠形凹槽。

9.根据权利要求7所述的所述的制作工艺机台，其中该第一滑动部为一鸠形凹槽，且该第二滑动部为一鸠形凸块。

10.根据权利要求6所述的所述的制作工艺机台，其中该制作工艺设备更包括：

至少一调整机构，设置于该容槽，并连接该两刷洗件中的一个，当该延伸部插入该两刷洗件之间，且该定位块对应于这些刻度标记中的一个时，该至少一调整机构带动连接该至少一调整机构的该刷洗件，以使该两刷洗件分别抵靠该承靠面与该延伸部的该两侧边。