TW380082B - Apparatus for dispensing slurry - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 7 _________,Η7五、發明説明（1 ) ~ 發明背景 1·發明領域 本發明係關於液體之配送。料別太欢 ， 疋付别本發明係關於化學機 械拋光（CMP)用途之料漿配送。 2 ·相關技術之討論 次微米積體電路中’ C Μ Ρ技術用於形成多階互連結 構需要的平面度。特別為了產生沈積互連層例如銘、嫣或 銅之平坦面’互連層電介議如二氧切）_光方法平 面化，拋光方法係使用含矽磨料之鹼性或酸性料漿。此種 料聚之-例包括細小二氧化石夕粒子（例如平均直徑川毫微 f)懸浮於ΡΗ調整至U之去離子水。驗度可由氮氧化钟及 氫氧化銨提供。至於其它用途則使用酸性料漿。 典型CMP拋光機中，待拋光之半導體晶圓藉拋光頭 以輕微壓力牴靠拋光墊。用於CMp用途，拋光墊典型係 由聚胺基甲酸酯材料製成。拋光過程中，拋光頭根據預定 活動模式移動半導體晶圓。如此拋光塾可安裝於平臺上， 平臺相對於半導體晶圓移動。半導體晶圓相對於拋光墊之 運動及料浆之機械與化學作用共同提供拋光作用而平面化 晶圓表面。此種製程中，因料漿含高含量水，料漿不僅為 磨料’同時也作為冷卻劑其可維持晶圓表面至可接受的溫 度。 先前技術t ’料漿典型係藉料漿供給管線連結的適當 设置喷嘴喷霧於拋光墊表面，及使用脈動泵以每分鐘5〇至 500 cc輸送至拋光墊表面。但於此配置下隨著時間的經 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —装·

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本紙張尺度適财關家料（CNS 4 A? 、發明説明（ 過可能出現多種問題。特別來自料漿之沈積物可能阻塞噴 嘴，結果導致輸送不均Μ不足。某些情況下，料浆輸送 :均句且不足可能導致拋光均句度不良，甚至由於過熱而 敬重損傷日日日圓。此外’即使當噴嘴處於良好工作條件也難 以控制料毁配送量。又要緊地需提供清潔料聚配送裝置之 工具。當乾_，㈣形成薄片，其若沈積於半導體晶圓 上可能劣化積體電路性能。 登_明概述 根據本發明，提供-種由轉輪配送料聚之料聚配送器 -個具體例中’料漿配送器包括：⑷—殼體有一開 口；⑻-貯槽設置於殼體内部用於絲料聚；⑷―旋轉 機構如馬達’及⑷-輪總成設置於殼體内且接合而以旋 轉機構旋轉。該具體例中，輪總成包括錐形件插人料装貯 槽及圓盤部份。：n作過財亦即輪總成藉旋轉機構旋轉時 ’料襞流被向上壓迫出輪總成錐形件側壁，故龍呈喷霧 藉圓盤經由殼體開口配送。喷霧係由旋轉造成的離心力產 經濟部中央標準局貝工消費合作杜印製 ^ r11裝—; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 生。若使用可變速直流馬達’ «配送器配送之料聚量可 由施加電壓至馬達控制。 忒體、輪及任何接觸料漿表面可由對料疑而言呈化學 惰性之合成材料構成（例如聚磕酸酯，聚丙烯，聚亞乙烯 基氟（PVDF)或任何暴露面上含職龍塗層之材料）。一具 體例中’料漿配送器殼體包括壁部於開口附近，故料將噴 霧係限於預定角度。 '水' 本紙張（度適用中國國家摞準格（2丨οχ797公楚 五 '‘發明説明（ Λ7 H? 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 入口設置於料漿配送器用於附接料漿供給管線而維持 料激連續供應入料漿配送器之料漿貯槽。 根據本發明，也提供由二反轉輪配送料漿之自行清潔 式料漿配送器。 一具體例中，料漿配送器包括一殼體具有二開口 ，（b)二貯槽設置於殼體内部用於盛裝料漿；（幻二旋轉機 構，及（d)二輪設置於殼體内部且接合而隨旋轉機構旋轉 。旋轉機構以反向轉動輪，提供料漿之重疊喷霧。殼體開 口形狀將料漿喷霧限為預定角度。 一具體例中，料漿配送器包括藉氣缸作動之滑動門及 /月潔水入口，故當滑動門關閉時殼體可被洗蘇而作業員未 冒介入且殼體内部與外部間並無交叉污染。 本發明之料漿配送器允許料漿跨越拋光墊均勻分布及 精密控制料漿配送量’故將料漿浪#減至最低。此外設置 自行清潔式料漿配送器。 本發明考慮後文詳細說明連同附圖將更加明瞭。 圖式之簡單説明 第la及lb圖分別顯示根據本發明之包括料漿配送器 104之CMP裝置1〇〇之示意前視及側視圖。 第2a圖顯示料漿配送器1〇4之組裝妥之側视圖。 第2b圖顯示料聚配送器1〇4之「分解」側視圖。 第3a圖顯示料漿配送器ι〇4之前視圖。 第3b圖示例說明料漿配送器104之作業。· 第4圖示例說明使用料渡配送器之縱剖面圖進行之料 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS )7¾. (21〇χ297^5" 6 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ------r:^-------对----- • HI u^— —^n · Λ7 --—--______ B? 五'發明説明（4 ) 一 漿配送器104之作業。 第5圖顯示料漿配送器124之前視等角視圖。 第6a圖顯示料漿配送器124之後視等角視圖。 第6b圖顯示料漿配送器124之「分解」後視圊。 第7圖顯示輪25〇。 4·. 第8圖顯示輪被去除而暴露出貯槽248之輪殼體之頂視 圖。 第9圖使用由輪殼體240内部頂方之視圖示例說明料漿 配送器124之作業。 第1 〇a及1 〇b圖分別顯示根據本發明之料漿配送器5〇〇 之垂直及水平剖面圖。 Μ隹具_體例之詳細說明 本發明提供不含前節所述先前技術問題之料漿配送器 。為了簡化後文詳細說明，各圖中之類似元件係以類似之 參考編號提供。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第la及lb圖分別顯示CMP裝置100之側視圖及前視圖 。如第la及lb圖所示，CMP裝置100包括連續拋光帶101其 配製成可拋光一或多垂直夾持之半導體晶圓如晶圓丨〇7。 晶圓107係由拋光頭105垂直夾持，其壓迫晶圓1 〇7牴住附 著於垂直安裝拋光帶101之拋光墊。拋光帶101藉旋轉滑車 102及103維持以選定之拋光速度連續運動（例如每秒丨〇米.） 。支承總成106提供反向加壓而以預定壓力（例如5 pSi)維 持晶圓107牴住拋光帶101。拋光頭105係以參考編號1〇9指 示之預定方向旋轉，且以參考編號107a及107b指示之筆直 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（210X29V>t ) 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 ' Λ7 -------—____R? 五、.發明説明（5 ) 線選擇性來回跨越拋光墊移動。雖然第丨圖僅顯示拋光帶 總成之一側用於晶圓拋光，但拋光頭及附屬機構可設置於 CMP裝置ιοο之拋光帶總成之兩侧上而提高總晶圓之輸出 料量β 本發明提供一種料漿配送器1〇4其係位於拋光頭1〇5了 游（相對於拋光帶10丨，的行進方向）短距離。料漿配送器1〇4 由快速旋轉輪噴灑細小料漿流。第2a圖提供料漿配送器104 之組裝妥之側視圖。如第2a圖所示，料漿配送器i 〇4包括（a) 下殼體201包括料漿貯槽2〇5，（b)上殼體2〇2例如藉固定螺 絲扣接至下殼體201，及（c)變速馬達203。組件輪總成包 裹於下與上殼體201及202間。上般體202包括料漿入口 204 ，其係於工作過程中連結至料漿供給管線（圖中未顯示）而 對料毅配送器1 〇4提供連續料漿供給。脈動泵可用於供給 管線提供料漿。 本具體例中，上及下殼體202及201及組件輪總成（顯 不於第2b圖）可由聚碳酸酯 '聚丙烯、聚亞乙烯基氟（pvDF) ’任何暴露面上有鐵氟龍塗層，或任何其它對料漿呈惰性 之材料（例如硬質塑膠）製成。馬達203較佳為直流馬達， 其速度可藉由改變施加電壓之幅度改變。上殼體2〇2前方 有個開口（第3a，3b及4圖所示開口 310，容後詳述），故料 漿喷霧可經該開口提供。 第2a圖顯示料漿配送器104之「分解」側視圖。如第2a 圖所示’除馬達203及上及下殼體202及201(包括料漿入口 204及料漿貯槽205)外，配送器1〇4包括輪總成21〇，其含 本紙張尺度適财關家縣（CNS ) Ai格（210X297公楚) ! I -- I - I !n I - - -I-1. Η 九.ί- —I -I - -I i I ^J. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ? __Η 7 五、發明説明（6 ) ' , — 至少下列構件：（a)連桿件212用於接合馬達203之轉軸211 故於作業期間輪總成210可以馬達203之速度旋轉，（…輪 或圓盤部213包括一切槽217介於其上表面與下表面間，及 (c)錐形件214附著於圓盤部213之下表面。第孔圖也顯示 一組貫穿孔216 ,經由此孔固定螺絲可扣緊上殼體2〇2至下 忒體201，接合上殼體202之對應螺紋孔。錐形件214插入 下殼體201之開口215。開口215開啟入料漿貯槽2〇5。 料漿配送器104之前視圖提供於第3a圖，由上殼體2〇2 之刖方開口 3 10之方向檢視。如第3 a圖所示，二部份壁3 〇 ^ a 及301b由上殼體202之頂設置。部份壁3〇ia及3〇lb係供侷 限料漿噴霧由料漿配送器1〇4之喷霧角。 料漿配送器10'4之作業係連同第3b及第4圖說明。第3b 圖為由上殼體202之頂檢視之料漿配送器1〇4之視圖，第4 圖為料漿配送器104之縱剖面圖。工作過程中，馬達203係 以預定速度（例如每秒2〇〇〇至3000轉）旋轉輪總成21〇。馬 達之預定轉速主要係由待配送之料漿量決定。通常更高速 可配送更大量料漿。實際要求速度可由實驗決定。如第4 圖所示’於工作速度’料漿流由於錐形件214表面產生之 邊界層而被迫沿錐形件2丨4側壁由料漿貯槽2〇5蠕升。料漿 流透過圓盤部213下表面連續流入切槽217。旋轉中輪總成 210之離心力將料漿由切槽2丨7經上殼體2〇2之開口 3丨〇喷霧 出料漿配送器104之外。圓盤部213之銳利緣係藉切槽217 之壁形成用於侷限喷霧於垂直方向成為薄層。 本具體例中，錐形件214之傾斜側壁由圓盤部213傾斜 本紙張尺度適财_家鱗（⑽） -1 Ιί» 1 (1 ·-1 in 必.士R· I— - I- - m -- xy (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ? ___—_____H? 五、發明説明（7 ) 100度角。如前述，壁301a及301b水平侷限料漿噴霧為所 示預定角0。因此此種角之大小及壁3〇la及3〇lb之長度係 藉實驗決定。由料t配送器104流出之料漿（例如殼體^捕 捉之料漿）可被收集並猶環例用以防浪費。 根據本發明之第二具體例，提供使用二輪之料漿配送 器。料漿配送器124由一對快速反轉輪喷霧料漿細流。第5 圖提供料漿配送器124之前方等角視圖。如第5圖所示，料 漿配送器124包括一正面220具有開口 225至位於正面後方 之輪殼體240。輪殼體240之開口對正正面22〇之開口 225。 輪殼體240内部容納二輪240其位置係高於殼體内部底面之 料漿貯槽長槽248上方。 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 參照第6a圖及6b圖之料漿配送器124之後視圖。輪殼 體240連結至料漿入口管線340，其係於作業期間連結至料 漿供給管線（圖中未顯示）而對料漿配送器i 24提供連續料 電漿蝕刻供給。脈動泵可用於提供料漿於供給管線。一對 變速馬達320設置於輪殼體249上方。馬達320較佳為直流 馬達。馬達320具有轉軸向下延伸，其嵌合至輪25〇頂之長 槽251内部’如第7圖示例說明。輪250底部為錐形部252。 圓盤部253設置於錐形部上方。輪殼體240底部之二料漿貯 槽長槽248集合顯示於第8圖，其提供輪移開之輪殼體之頂 視圖。作業期間，輪250設置成錐形部252之底點係位於料 漿貯槽長槽248之中心交叉點249。料漿貯槽長槽248之設 計較佳可減少料漿的使用。 料漿配送器124之作業係參照第9圖說明。第9圖為由 10 1 ^11 - II - - # -- i . 士ml —ϋ- n nn I 一* ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) “規格（210X Μ?公發） Λ7 H? 五、發明説明（8 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 輪殼體240内部頂面檢視之視圖。作業期間，馬達203係以 預定速度（例如每分鐘3〇〇〇至6〇〇〇轉）以反向61〇轉動輪25〇 。如此提供料漿之重疊喷霧，如料漿配送箭頭620指示、 預定馬達操作速度主要係由待配送之料漿要求量及預定配 送樣式決定。通常較高速可提供較大量料漿，及於配送中 心提供較多重疊。但更高速也導致較小的小滴尺寸，同時 需要較大的小滴尺寸來減少起霧。較佳速度可經實驗決定 作為流速與小滴尺寸間之折衷。料漿經料漿供給管線340 之典型供給速率约為450毫升/分鐘。 於工作速度，料漿流被迫沿輪250之錐形部252之側壁 由料漿貯槽長槽248蠕升。原因為於錐形部表面產生邊界 層故。此種料漿流可於輪25〇之圓盤部253下表面連續流動 。轉輪250之離心力經由輪殼體24〇開口噴霧料漿送出料漿 配送器104外。輪250圓盤部之銳利緣用於侷限喷霧於垂直 方向成為薄層。 本具體例中，錐形部252之傾斜側壁由圓盤部253傾斜 約120度角。正面220之開口 225形狀及輪殼體240開口之對 應形狀可決定料漿配送之水平寬度。輪殼體24〇及輪25〇可 由聚丙烯，聚亞乙烯基氟（PVDF)，齊納（Kynar)，任何暴 路面上有鐵氟龍塗層之材料’或任何其它對料漿呈惰性之 材料（例如硬質塑膠）製成。配件典型為鐵氟龍。下述洩放 管線及供給管線典型由鐵氟龍或PVDF構成。輪殼體240内 部之各角隅圓化而溶液清潔料漿配送器丨24，容後詳述。 料漿配送器124也包括滑動門230，其可關閉而許可洗 度it财關家料（CNS) ( 210x297/AVty 11 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •r裝· • I- .. -. ---111 - I . 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ 7 --- ._B? 五、發明説明（9 ) - 滌輪殼體240内部3滑動門230係由罩於氣缸殼體235内部 之氣缸335作動，如第以及讣圖所示。清潔用水由進水管 線343供給。輪殼體24〇經由料漿洩放管線242洩放，管線 連結至料漿洩放閥343。典型作業期間，輪殼體24〇係於各 晶圓之拋光間洗滌而無操作員的介入。 滑動門230也包括附接成對出料槽332。出料槽332係 由塑膠構成附有乙烯系鉸鏈。當滑動門關閉時，出料槽332 向内折疊且由來自進水管線343供給的水洗滌。當滑動門 230開啟時，出料槽332於正面22〇延伸於開口 225水平方向 ，如第5圖所示，及保護輪殼體24〇内部不使任何液體向下 流過正面220。料漿配送器124之典型作業期間，水向下流 過正面220。滑動門230及出料槽332較佳可使待洗滌之輪 殼體240之内部及外部被洗滌而無交叉污染。換言之，來 自内部輪殼體240之料漿不會被洗至附著於拋光帶1〇1之拋 光墊上，外部洗滌可避免稀釋輪殼體24〇内部的料漿。 本發明之第三具體例適合使用拋光裝置，其中拋光帶 係垂直安裝帶於水平方向行進（例如考慮於拋光墊1〇1平面 方疋轉CMP裝置1 〇〇 90度角）。此種拋光裝置之料漿配送器 之轉輪，不似第la及lb圖之料漿配送器】〇4之轉輪（其係於 水平面旋轉），前者係於垂直面旋轉。顯然此種裝置中， 抽取料漿之貯槽無法以第4圖貯槽205之相同方式設置。第 10a及10b圖分別為通過適合執行本發明之第三具體例之料 聚配送器500之垂直及水平剖面圖。 如第10a圖所示，料漿配送器5〇〇由位於殼體5〇5側壁 本紙張尺度適用中國國家梯準（CNS ) A4im ( 210X297^7 12 HI ml· ml' HI i -- ---- --- ........ - 一 ^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ7 ___ ______B? 五、發明説明（10 ) ~_ ~~ ~ 之開口 507喷霧料裂流。罩於殼體5〇5内部之组件輪總成5〇3 係由偶聯至位於殼體505外側之變速馬達5〇2之軸5〇4旋轉 。如第10b圖所示’組件輪總成503部份浸沒於位於殼體5〇5 底部之料漿貯槽506，故當組件輪總成5〇3由軸5〇4於參考 編號503指示方向旋轉時，料聚由旋轉中的組件輪總成5〇3 載運出，及藉離心力由殼體505之開口 5〇7噴霧出。貯槽 之部分壁5〇la及側壁501b用於侷限噴霧角度〇其方式大 致同第3a及3b圖之料漿配送器之部分壁3〇la&3〇ib。 前述細節說明係供舉例說明此處所述特定具體例而絕 非意圖限制其範圍。本發明範圍内之多種變化及修改皆屬 可能。例如雖然已經藉CMP裝置示例說明本發明，但本 發明適合用於任何其它拋光裝置。本發明係由後文申請專 利範圍界定。 ! —i ^ ---It. - I— ! HI Jr .^^- - -I !--- - nil !1----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 ( 210X297^1 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 Λ7 Η 7 五、發明説明（U ) 1 元件標號對照 100···化學機械拋光裝置 243…料漿洩放閥 101…抛光帶 248…料漿貯槽長槽 102-3.·.滑車 249…中心交叉點 104，124…料漿配送器 250…輪 105···拋光頭 251…長槽 106.··支承總成 252…錐形部 107…晶圓 253…圓盤部 107a-b…筆直線 310…開口 109…方向 320…變速馬達 201*··下殼體 332…出料槽 202···上殼體 340…料漿入口管線 203···變速馬達 343…進水管線 204…料漿入口 500…料漿配送器 205…料漿貯槽 501a···部分壁 210···輪總成 50 lb…側壁 211…轉軸 502·..變速馬達 212…連桿件 503…組件輪總成 213···輪，圓盤部 504…軸 214..·錐形件 505…殼體 220…正面 5 0 6…貯槽 225…開口 507…開口 230···滑動門 610…反向 240···輪殼體 620…料漿配送箭 --------1' 策------訂--r (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X：297公釐） 14

Claims (1)

1. 經濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 A8 B8 ___ C8 '—---- D8 申請專利範圍 一 ' h —種料漿配送器，其包含： 一殼體具有—第一開口； 一第一貯槽設置於殼體内部用於盛裝料漿； —第一旋轉機構；及 一第一輪總成位於殼體内部，第一輪總成可接合 而1W同第一旋轉機構旋轉，第一輪總成包括第一圓盤 2及第一導管用於載運料漿由貯槽至第一圓盤部，故 田第輪總成旋轉時，料漿流被迫甴第一導管進入第 -圓盤部並由第一圓盤部通過第一開口呈喷霧配送。 2.如申請專利範圍第！項之料E配送器，其中該第一輪總 成之第一導管包含錐形件插置於第一貯槽内。 3· ^申請專利lug第1項之料衆配送器，其中該第—圓盤 部包括一切槽順著圓盤部之圓周。 4·如申請專利範圍第【項之料衆配送器，其中該第一旋轉 機構包含一變速馬達。.. 5. 如申請專利範圍第】項之料漿配送器.，其中該第—輪總 成及殼體包含對料漿呈化學惰性之材料。 6. 如申請專利範圍第5項之料裂配送器，其中該材料包含 聚亞乙烯基氟（PVDF)。 7·如申請專利範圍第5項之料裂配送器，其中該材料包含 聚碳酸醋。 8·如申請專利範圍第5項之料漿配送器，其中該材料包含 聚丙烯。 ° 3 9.如申請專利範圍第5項之料漿配送器其中該材料包含 本紙張尺度顧t關家橾準（CNS ) ( 了1()><297公着〕 ---------1; '衣------、"τ--Γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 15

   8 8 8 8 ABCD 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 鐵氣龍塗層。 〇’如申請專利範圍第1項之料漿配送器，其進一步包含壁 1邹於殼體内部設置緊鄰開口而侷限喷霧於預定角度》 u.如申請專利範圍第1項之料漿配送器，其進一步包含一 第料毁入口用於提供連續料漿供給至第一貯槽内部 〇 12.如申請專利範圍第】項之料漿配送器，其中該殼體進一 v包含一第二開口，及該料漿配送器進一步包含： 一第二貯槽設置於殼體内部用於容納料漿： 一第二旋轉機構；及 一第二輪總成於該殼體内部，第二輪總成接合 ,第二旋轉機構共同旋轉’苐二輪總成包括第二圓 部及第二導管用於載運料裝由貯槽至第二圓盤部，一 第及第—輪總成旋轉，料漿流由第一及第二導管被 堅返向上分別進入第一及第二圓盤部，及由第一及 —園盤部分別通過第—及第二開口共同呈喷霧配送. 13·如申請專利範圍第12項之料製配送器，其中該第〜 第二旋轉機構經作動而以相反方向旋轉第一及第二輪 總成。 14·如申請專利範圍第12項之㈣配送器，其進—步包含 而 盤 故 第 及 <月動門附有開啟位置及閉合位置，故於閉合位 置時^滑動'門關閉殼體.之第一及第二開口；氣紅作動滑動門；及 μ氏張尺度適用中國 210X297公釐） n ^^1 mu _ I - n^— I -1^1Jn 1- I 1^1-^'rJ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 16 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 進水管線提供清潔水至殼體。 15. 如申請專利範圍第14項之料漿配送器，其進一步包含 洩放管線及洩放閥用於清潔後排空殼體。 16. 如申請專利範圍第15項之料漿配送器，其進一步包含 出料槽附著於滑動門，故當滑動門係於開啟位置時出 料槽凸出第一及第二開口之外。 — II--- - -.JL冬-- - - - - ,ιτ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 17 本紙張&度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）