TWI466757B - 自清潔及可調整之漿料傳送臂 - Google Patents

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Description

自清潔及可調整之漿料傳送臂
本發明之實施例相關於研磨基板之設備和方法，尤其是一漿料分配器和清洗臂及其方法。
通常藉由沉積導電、半導電、或絕緣層在基板上以形成積體電路。在沉積每一層後，蝕刻該層以產生電路特徵。依序沉積和蝕刻一系列層，基板最上面的暴露表面可能成為非平面，因而需要平坦化。這種非平面表面發生於基材上形成層厚度因為在不同基材表面處而變化時，造成其上形成之電路之幾何不均勻。在有多個圖案化的基底層的應用上，高峰和低谷間高度差異變得更加嚴重，可能有幾個微米。
化學機械研磨(CMP)是一平坦化製程，其涉及以含有研磨成分的化學漿料潤濕一可旋轉研磨墊，及以該潤濕的墊機械研磨基材前表面。該墊係安裝在一可旋轉平台，及一可旋轉基材承載件係用來對基材背面施加一向下壓力。在研磨期間，藉由一漿料分配臂，將漿料分配到墊上。在承載件和墊間的力量及它們間的相對旋轉，結合漿料的機械和化學效應，用來研磨基材表面。
圖1描述CMP系統10，其中一基材38被一承載件頭46固持，該承載件頭46繞基材38的中心軸旋轉。在接觸由承載件頭46所固持之旋轉的基材38的底部表面時，旋轉一圓形研磨墊40。旋轉基材38在研磨墊40中心外的區域接觸該旋轉的研磨墊40。經由供應線14和16，放置在研磨墊40的表面上之一漿料傳遞臂15在研磨墊40上分配一漿料17，包括，例如，一研磨料和至少一化學反應劑。漿料17被傳遞至研磨墊40的中心，以化學鈍化或氧化被研磨並磨除或拋光選定層之基材的表面上的複數層。在漿料上的反應劑與基材表面的膜作用，以利於研磨。在研磨墊、磨粒和反應劑與基材表面之作用促成控制所欲層之研磨。
在CMP遇到的一個問題是被傳遞到研磨墊的漿料可能凝固，且隨著從基材移除的物質堵塞墊上的凹槽或其他特徵，從而減少後續研磨步驟的成效，及增加缺陷的可能性。因此，清洗臂已被納入一些CMP系統，以提供水或清洗溶液至研磨墊，以利於從研磨墊凹槽清洗凝結的漿料和其他材料。
然而，CMP系統遇到幾個缺點。首先，漿料傳遞線往往被線內的濃縮漿料堵塞。此外，清洗臂通常是在墊上的一固定位置，因此一次只能分配給一位置。此外，清洗臂必須設置在墊的中心，以傳遞清洗劑至研磨墊的該部分。依據基材承載件頭的相對於研磨墊的位置，可能無法清洗研磨墊的中央部分，除非從研磨墊移開基材承載件頭，且停止研磨步驟。
因此，存在一種提供漿料傳遞和清洗系統的需要，要求能夠自行清洗，而且可以不必設置在整個研磨墊上，就能在整個研磨墊表面上可調整地傳遞漿料劑、和清洗劑。
本發明之實施例，提供一種用於化學機械研磨(CMP)設備之漿料傳遞和清洗系統，其能夠自行清洗，而且可以不必設置在整個研磨墊上，就能在整個研磨墊表面上可調整地傳遞漿料劑、和清洗劑。在一實施例中，提供一種用於傳遞流體的設備，其包括一傳遞臂，其可旋轉地連接到一基座，並且從該基座在一徑向延伸；至少一漿料傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；至少一清洗劑傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；及一鉸鏈組，其設置在傳遞臂上。
該設備可以進一步包含至少一噴嘴，其設置在傳遞臂下方，並連接到至少一清洗劑傳遞線。至少一噴嘴可被安裝在相對於傳遞臂之一水平面的一垂直角度。該噴嘴的一尖端有相對於該傳遞臂的水平面的一角度，其界於約30°至約60°之間的範圍內。舉一示例，每一噴嘴的尖端可能有一約45°的角度。在一些示例中，該歧管和/或噴嘴係由含氟聚合物材料製成或包含含氟聚合物材料，例如，過氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、及其衍生物。
在另一實施例中，提供一種用以傳遞流體至一表面的設備，包括：一流體傳遞臂的一固定部分，其在一基座的一端被支撐；至少一清洗劑傳遞線，其沿著該流體傳遞臂的至少一部分長度設置；至少一漿料傳遞線，其至少部分沿著該流體傳遞臂的一部分長度設置；該流體傳遞臂的一可調整部分，其由一鉸鏈連接至該固定部分。該鉸鏈更包含：一柱塞，用以固定該傳遞臂的該預定位置；一制動器，用以防止該傳遞臂的過度轉動；及一鉸鏈銷，用以連接該傳遞臂的一可調整部分的固定塊至該傳遞臂的一固定部分的一鉸鏈塊。另外，鉸鏈可進一步包含：一固定塊，其連接到可調整部分；一鉸鏈塊，其連接到該固定部分；和一鉸鏈銷，其中該鉸鏈銷連接該可調整部分的該固定塊至該固定部分的鉸鏈塊。鉸鏈可能有一個鎖定機構，例如，一鉗，以固定傳遞臂至一特定位置。該固定部分可包含：一可旋轉軸，其連接到基座；至少一間隔塊，其延伸固定部分的長度；至少一第一閥門，其與該至少一清洗劑傳遞線一起 使用；及一第一蓋，其覆蓋至少一第一閥門。
在其他實施例中，該鉸鏈的該可調整部分具有：至少一第二閥門，其接收來自至少一漿料傳遞線的漿料；一清洗埠，其經由該至少一清洗劑傳遞線，接收來自該固定部分的該至少一第一閥門之漿料；一第二蓋，其收集來自該至少一第二閥門的水分；至少一噴嘴，其安裝至該傳遞臂的下表面；至少一傳遞通道，其用於該至少一漿料傳遞線；及至少一開口，其用於該至少一清洗劑傳遞線。在一示例中，該至少一第一閥門是一螺線管和至少一第二閥門是一螺線管或一T型接頭閥門。水分可被該第二蓋的一有角度頂面所包含。在實施例中，漿料傳遞線經由一傳遞通道連接到每一噴嘴。舉一示例，該傳遞通道包含一鎖定螺椿，其設置在該傳遞通道的一端。許多上述部分可由各種塑料製成或含有各種塑料。例如，該鎖定螺椿可包含聚二醚酮、該可旋轉軸可包括聚丙烯、該固定塊可包括聚丙烯、該鉸鏈塊可包括聚二醚酮、及該間隔塊可包括聚丙烯。
本發明之實施例，提供一種用於化學機械研磨(CMP)設備之漿料傳遞和清洗系統，其能夠自行清洗，而且可以不必設置在整個研磨墊上，就能在整個研磨墊表面上可調整地傳遞漿料劑、和清洗劑。在一實施例中，該流體傳遞系 統具有一分佈式漿料傳遞臂(DSDA)，其包含至少一歧管，通常是附接至該傳遞臂的下表面之二或更多歧管。每一分佈式漿料傳遞臂歧管包含複數漿料噴嘴，其沿著歧管和該傳遞臂的長度設置。傳遞臂還包含複數高壓清洗噴嘴，其從該傳遞臂的下表面延伸，且沿著傳遞臂的長度設置，並平行分佈式漿料傳遞臂歧管。舉一示例，傳遞臂包含彼此平行設置之二分佈式漿料傳遞臂歧管，及設置於歧管間的複數高壓清洗噴嘴。
在另一實施例中，在一研磨製程中，DSDA歧管將漿料從自歧管延伸的漿料噴嘴分配至研磨墊或基材。在一清洗製程中，水或其他清洗劑可從高壓清洗噴嘴傳遞至研磨墊。隨後，不必穿過高壓清洗噴嘴，水或清洗劑可由一閥門轉向，而且水或其他清洗劑可通過漿料噴嘴。舉一示例，水或清洗劑被設置在T型接頭之一端的一止回閥門或一單向閥門轉向，其中該T型接頭係耦接於清洗劑傳遞線、漿料傳遞線、以及清洗劑來源之間。或者，三通閥門可用於止回閥門和T型接頭配件。水或其他清洗劑移除在DSDA歧管和漿料噴嘴中的任何殘留物、微粒、或其他污染物。
在其他的實施例中，可調整的傳遞臂係可旋轉式地安裝在欲傳遞清洗劑和/或漿料之表面鄰近處。這一位置便於接觸用於更換及或其他維修的表面。此外，清掃噴嘴可被設 置在流體傳遞系統，特別是傳遞臂。清掃噴嘴可用於使清洗劑和殘材朝向和離開被清潔的表面邊緣。
圖2描述根據本文一實施例，一化學機械研磨(CMP)系統100的平面圖。示例性CMP系統100通常包括一工廠界面、一裝載機器人104、和一研磨模組106。裝載機器人104係設置在鄰近工廠界面和研磨模組106處，以利於在其中傳送基材122
一控制器108被用來整合控制系統100的模組。該控制器108包含一中央處理器(CPU)110、記憶體112、和支援電路114。控制器108被耦接至CMP系統100的各種元件，以利於控制，例如，研磨、清洗和傳送製程。
研磨模組106包括至少一第一CMP站128，其設置在一環境控制的外殼188中。本文所述之流體傳遞系統可用於CMP系統，例如，可由總部位於加州聖大克勞拉之應用材料獲得之MIRRA® CMP系統、MIRRA MESA® CMP系統、the MIRRA® TRAK CMP系統、及MIRRA® DNS CMP系統。其他研磨模組(包括那些使用處理墊、研磨網、或其組合者)以及那些以旋轉、線性或其他平面運動，相對於研磨表面移動基材的也可適應並受益於本發明。
如圖2所示之實施例，研磨模組106包括一團塊CMP 站128、一第二CMP站130、一第三CMP站132。藉由在團塊CMP站128之一電化學溶解製程進行，從基材上團塊移除導電材料。在團塊CMP站128上移除團塊材料之後，藉由一第二電化學機械製程，在剩餘CMP站130上，將剩餘的導電材料從基材移除。可思及可在研磨模組106使用一個以上的剩餘CMP站130。在剩餘CMP站130藉由本文所述之阻障移除製程處理之後，可在研磨站132執行一CMP製程。在美國專利第7,104,869號進一步披露移除阻障之CMP製程，其內容可併參照。第一和第二CMP站128和130可用來在一單一站台執行團塊和多步驟導電材料的移除。亦可思及，所有CMP站(例如如圖2所示之模組106之3站)可被配置為，以一個二步驟移除製程來處理導電層。
示例性的研磨模組106還包括一傳送站136和一旋轉料架134，其被設置在一基座140的一上面或第一側138。在一實施例中，傳送站136包括：一輸入緩衝站142、一輸出緩衝站144、一傳送機器人146、和一裝載杯組148。輸入緩衝站142藉由裝載機器人104，從一工廠界面接收基材。裝載機器人104還可用於從輸出緩衝站144將研磨基材傳回至工廠界面。傳送機器人146被用來在緩衝站142、144和裝載杯組148之間移動基材。舉一示例，該二傳送站144和146係用於處理200毫米直徑的基材。然而，在另外 一個例子中，只有一個傳送站(例如，一傳送站42)是用於直徑300毫米的基材。
在一實施例中，傳送機器人146包含二夾鉗組(未顯示)，每一具有氣動夾爪，其固持基材之基材邊緣。當從裝載杯組148傳送一處理過的基材到輸出緩衝站144，傳送機器人146可同時從輸入緩衝站142傳送欲進行處理的一基材至裝載杯組148。有利於使用之一傳送站的一示例請參照美國專利第6,156,124號，請參照其全文。
旋轉料架134被設置在基座140中央。旋轉料架134通常包括複數臂150，其每一支撐一研磨頭組152。如圖2所示，以虛線顯示臂150中之兩臂，以顯示第一CMP站128之一研磨表面126和傳送站136。旋轉料架134是可轉位的，以使研磨頭組152可在研磨站128、130、132和傳送站136之間移動。有利於使用之一旋轉料架的一示例請參照美國專利第5,804,507號，請參照其全文。
如圖2所示，調節裝置182可設置在基座140，鄰近每個研磨站130和132。調節裝置182可用於定期補充研磨站130和132之研磨溶液，以保持一致的研磨效果。在另一實施例中，調節裝置182可能以其他流體傳遞系統和/或臂來代替，例如，一流體傳遞系統200，其包含一分配漿料傳遞臂(DSDA)202，以及一臂調節墊201。
圖3A-3C描繪根據本實施例用於流體傳遞系統200之傳遞臂202。傳遞臂202有一固定部分204和一可調整部分208，都連接到一鉸鏈組206。可調整部分208可藉由轉動鉸鏈組206，以移動到不同地點的墊或基材。固定部分204是安裝在一軸210，以使傳遞臂202在研磨墊上的一處理位置和鄰近研磨墊之一維修位置間旋轉。一般調整傳遞臂202的角度為沿著從它的固定部分204到它的可調整部分208之長度。依據製程設計，傳遞臂202可使用鉸鏈組206調整為不同的角度。
在一實施例中，軸210可包含聚丙烯或由聚丙烯製成。蓋214可包含尼龍或由尼龍製成。鉸鏈組206包括一柱塞230、一制動器232、和一鉸鏈銷234，並使用一鎖定機構，以連接固定部分204至可調整部分208。鉸鏈組206允許轉動可調整部分208及設定至一所欲位置，所以漿料傳遞臂的的位置可依據研磨墊大小、位置、或製程參數來調整。
在一實施例中，傳遞臂202包含至少一歧管，通常是兩個或兩個以上的歧管，其附接到傳遞臂202的下側或下表面222。圖3A-3C描繪具有歧管302和304的傳遞臂202。歧管302和304都具有複數噴嘴224，其沿彼此長度設置，並從傳遞臂202朝研磨墊延伸。傳遞臂202還包含複數高 壓清洗噴嘴310和312，其從傳遞臂202的下表面222朝向研磨墊延伸。複數高壓清洗噴嘴310和312係沿傳遞臂202的長度設置成一直線，其平行並介於歧管302和304，如圖3A-3C所示。
高壓清洗噴嘴312被設置在傳遞臂202的可調整部分208的一端，在固定部分204的對面。高壓清洗噴嘴312可被調整或樞轉，以大範圍角度來噴灑清洗劑。傳遞臂202還可包含複數出口320，其設置在下表面222。這些出口可位在傳遞臂202的可調整部分208之一端，鄰近高壓清洗噴嘴312。舉一示例，高壓清洗噴嘴312可設置在可調整部分208之一端的四出口320之間，如圖3C所示。
在另一實施例，傳遞臂202的固定部分204包括一閥門或螺線管212，其由蓋214所包覆，如圖3A所示。螺線管212位於固定部分204，並耦接及流體溝通傳遞臂202。螺線管212可被用於傳遞清洗劑，例如，去離子水。
在另一實施例中，傳遞臂202可能有一個、兩個、或更多的漿料傳遞線，其安裝在或設置在傳遞臂202內。通常情況下，傳遞臂202包含一漿料傳遞線，用於其中包含的每個DSDA歧管。圖3A繪示漿料傳遞線213a和213b，其耦接並流體溝通設置在可調整部分208的閥門或螺線管216和218。漿料傳遞線213a和213b可耦接和流體溝通相同或 不同的來源，例如，一漿料槽。螺線管216和218係獨立的雙向閥門，其可雙向流動。
在其他的實施例中，在研磨期間，歧管302和304從噴嘴224和末端噴嘴226分配漿料至研磨墊或基材，其中噴嘴224和末端噴嘴226係從歧管延伸。在一清洗製程中，水或其他清洗劑可從高壓清洗噴嘴310或312傳遞至一研磨墊。隨後，不必穿過高壓清洗噴嘴310和312，水或清洗劑可由一螺線管216和218或其他雙向閥門轉向，而且水或其他清洗劑可通過噴嘴224和末端噴嘴226。舉一示例，水或清洗劑被螺線管216和218轉向。舉另一示例，水或清洗劑被設置在T型接頭之一端的一止回閥門或一單向閥門轉向，其中該T型接頭係耦接於清洗劑傳遞線、漿料傳遞線、以及清洗劑來源之間。另外，雙向閥門或三向閥門可用於使水或清洗劑轉向至噴嘴224和末端噴嘴226，而不流經高壓清洗噴嘴310和312。水或其他清洗劑移除在DSDA歧管和漿料噴嘴中的任何殘留物、微粒、或其他污染物。
在一實施例中，在T型接頭221可被連接到固定部分204的螺線管212，以用於清潔的目的。清洗劑(例如，去離子水)可從線217經由T型接頭配件221流至清洗劑傳遞線217a和217b，以用於清潔和清洗傳遞線內的殘材。在 另一實施例中，管材可用作漿料傳遞線，及可經由管材末端，使用一擴張幫浦泵送來自一或多漿料來源之一或一以上的漿料。一中央清洗劑傳遞線217耦接於螺線管212和T型接頭221之間。一清洗埠220位於可調整部分208，並從螺線管212經由清洗劑傳遞線247接收清洗劑，並傳遞一或多清洗劑至複數噴嘴224和噴嘴末端226，其中複數噴嘴224和末端噴嘴226安裝在傳遞臂202的下表面222。
可調整部分208包括一蓋215，其收集來自螺線管216和218的水分，以防止水分洩漏。蓋215可包含尼龍或由尼龍製成。蓋215的頂面250可傾斜一角度，以防止水分滯留。可調整部分208最好終止於短於承載件中心的位置，其中固持承載件以允許承載件固持基材，以在研磨期間，徑向移動跨過甚至超過承載件固持器(未顯示)中心，而不致於有傳遞臂202碰撞承載件的風險。
每一噴嘴224和末端噴嘴226係設置在傳遞臂202的可調整部分208，與傳遞臂202的平面成一角度，以傳遞一或多清洗劑。另外，傳遞臂202可被設置為在研磨墊上延伸的一所欲角度，以及噴嘴224或末端噴嘴226被設置於或接近傳遞臂202的遠端，以傳遞清洗劑至研磨墊的中央部分。在一實施例中，清洗劑以介於約15磅每平方英寸(psi)至約100Psi範圍內的壓力傳遞，較佳為，從約30psi 到約40psi。在另一實施例中，例如，當使用一水管，漿料劑以介於約1psi至約10Psi範圍內的壓力傳遞，較佳為，從約3psi到約4psi。
圖3A描繪具有複數噴嘴224和一末端噴嘴226的傳遞臂202，該複數噴嘴224和一末端噴嘴226的傳遞臂202安裝在傳遞臂202的下表面222。複數噴嘴224和末端噴嘴226可用於分散清洗劑和/或漿料至基材或研磨墊的表面。在漿料傳遞線213a和213b的漿料，及在清洗劑傳遞線217a和217b的清洗劑可藉由使用包含在DSDA歧管的傳遞通道306傳遞到噴嘴224和末端噴嘴226，如圖4A-4B所示。歧管302和304包括沿著它的長度的傳遞通道306，終止於可調整部分208。連接到漿料傳遞線的螺線管216和218可包含雙向閥門，其允許漿料劑和清洗劑流經傳遞通道306，用於傳遞漿料和清潔的目的。一種鎖定螺椿308可被設置於傳遞通道306的一端。依據承載件固持器的尺寸，鎖定螺栓308可有不同長度，且可用於鎖定噴嘴。在一實施例中，傳遞通道306可以是經加工的通道，或可以是穿過且設置在軸和臂的每一者上的管材。在另一實施例中，鎖定螺椿308可包含聚二醚酮醚酮(PEEK)或由二醚酮醚酮(PEEK)所製成。
如圖3A-3C和4A-4B所示，每一歧管302和304有 複數噴嘴224和末端噴嘴226。歧管302和304係設置在傳遞臂202的較底表面222，並連接到清洗劑傳遞線。在一實施例中，成排噴嘴224和末端噴嘴226沿著臂的長度附接於其上。如圖4A-4B所示，末端噴嘴226係設置為相對於傳遞臂202平面成一角度(例如，一銳角)，以從傳遞臂202的可調整部分208，向研磨墊的中心部分傳遞一流體達一距離。每一末端噴嘴226係設置為在傳遞臂202的末端上向外傳遞流體，以覆蓋剩餘的研磨墊區域，包括研磨墊的中央部分，同時也有重疊來自鄰近噴嘴的噴霧。因此，每個區域的研磨墊係暴露在來自傳遞臂202的噴霧下。雖然在某些例子中，噴霧圖案重疊，而在其他的例子中，每個噴霧圖案並不重疊相鄰圖案。舉一示例，傳遞臂202包含二傳遞通道306，每個耦接並流體溝通至少6噴嘴224和一末端噴嘴226，如圖3A-3C所示。
在另一實施例中，傳遞臂202可能有一個、兩個、或更多的氣體線，其安裝在或設置在傳遞臂202內。該氣體線219可用於讓壓縮空氣或其他氣體流動，以控制螺線管，例如，閥門212、216和218。舉一示例，氣體管線219耦接Y配件251a，並延伸到螺線管212和Y配件251b。氣體線219進一步從Y配件251b延伸至螺線管216和218。
圖5A-5B根據其他實施例，繪示噴嘴502之截面圖。 噴嘴502可安裝在傳遞臂202，相對於延伸傳遞臂202長度的一平面成一垂直角度。圖5A描繪噴嘴502，其經由一管材連接到一漿料傳遞線，該管材傳遞流體，以噴嘴502的尖端504分配出去。在一實施例中，噴嘴502的尖端504可以是一完好尖端的噴嘴。在另一實施例中，噴嘴502的尖端504可能有一角度α，以防止流體堵塞通過噴嘴502的開口的流體線，如圖5A-5B所示。在另一實施例中，尖端504相對於傳遞臂202水平面的角度α可介於約20°~約75°的範圍內，較好是約30°~約60°左右，且最好是約40°~約50°，例如，約45°。噴嘴502可包含含氟聚合物或由含氟聚合物製成，例如，過氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、或聚四氟乙烯(PTFE)，其可由杜邦公司之鐵氟龍®商業獲得。在另一示例中，噴嘴502的尖端504可由電射垂直鑽孔，使孔的內表面光滑，而不會有粗糙邊緣使漿料成核。
圖6A-6B繪示鉸鏈組206的示意圖，其連接並介於傳遞臂202之固定部分204和可調整部分208之間，如本文實施例所述。圖6A之示意圖顯示根據一實施例之鉸鏈組206，其包含用於傳遞臂202之夾爪組600。圖6B繪示依據另一實施例，不具有夾爪組之鉸鏈組206。
鉸鏈組206可包括柱塞230、一個制動器232和鉸鏈銷 234，並使用一鎖定機構，以連接傳遞臂202的固定部分204至傳遞臂202的可調整部分208。鉸鏈組206的鎖定機構可以是一夾鉗616，例如，一副式(vice-type)夾、一C型夾、或一螺旋夾。固定部分204包含一鉸鏈塊602，其可與一固定塊604裝配，其連接到可調整部分208。鉸鏈塊602和固定塊604可藉由鉸鏈銷234固定在一起。根據研磨墊的大小和位置，鉸鏈銷234允許傳遞臂202的可調整部分208旋轉並調整至設定可調整部分208的位置。
在一實施例中，鉸鏈塊602的外表面上可刻劃上程度標記。鉸鏈塊602和固定塊604可包含聚丙烯，或由聚丙烯製成。鉸鏈銷234可包含聚二醚酮醚酮(PEEK)或由聚二醚酮醚酮(PEEK)製成。傳遞臂202可延長至達到所欲位置，間隔塊606可位於鉸鏈塊602和固定部分204之間。
在另一實施例中，間隔塊606的數量可以根據需要的長度調整，以達到期望的位置，如圖6A所示。在另一實施例中，間隔塊606可含有聚丙烯或由聚丙烯製成。為了固定可調整部分208的位置，柱塞230可用於施加壓力至鉸鏈銷234，同時固定設置可調整部分208的位置。以柱塞230的一端610抵住鉸鏈塊602推動，而柱塞230的另一端612暴露於盒外，可將柱塞230放入一有蓋盒608。
舉一示例，柱塞230可能是彈簧裝載柱塞。柱塞230可 包含或由下列製成：鋼、不銹鋼、鋁、其合金或其他金屬。為了固定設置的位置，可調整部分208可被設置至由程度標記所示之位置，然後藉由向鉸鏈銷234旋轉柱塞230的末端612，將壓力施加至鉸鏈銷234，因此抵住鉸鏈銷234收緊柱塞230的末端610。為防止從設定位置過度旋轉，一制動器232係位於鉸鏈銷234，以停止旋轉可調整部分208。鉸鏈組206可具有一鎖定機構或一夾鉗616，例如，一副式(vice-type)夾、一C型夾、或一螺旋夾。
傳遞臂202、固定部分204、可調整部分、和/或其中的部分可含有一剛性材料或由一剛性材料製成，例如，聚丙烯，其係一化學惰性氣體，以研磨漿料和溶液。歧管302和304、噴嘴224和末端噴嘴226、以及漿料傳遞線可包含或由下列管材製成，包含：含氟聚合物，如過氟烷氧基(PFA)，氟化乙烯丙烯(FEP)或聚四氟乙烯(PTFE)，其可由杜邦的鐵氟龍®商業獲得，其不與用於CMP製程的各種漿料反應。
圖7顯示MIRRA® CMP系統之一種多研磨墊系統700，其可由總部位於加州聖大克勞拉的應用材料公司獲得。多研磨墊系統700具有一上部組710和一下部組712。通常情況下，一基材係定位在或合入一承載件頭，其將一基材置於研磨墊，並將基材限制在研磨墊上。研磨墊702通常 被旋轉，且基材亦可在承載件704內旋轉。此外，承載件可在研磨墊的表面上徑向移動，以加強基材表面的均勻研磨。
一旦基材位於承載件，而承載件位於研磨墊之上，則一般藉由傳遞臂202將溶液或漿料傳遞到研磨墊，如圖2和3A-3C所示。漿料可能含有研磨顆粒和化學試劑，例如，氫氧化鈉，或可能只是用於清洗研磨墊的去離子水。然後，依據一預定的製程，在研磨墊上的承載件被降低，以使基材接觸研磨墊，以及研磨基材表面。當研磨步驟快結束時，清洗劑(例如，去離子水等)可通過在可調整部分上的噴嘴224和末端噴嘴226傳遞到研磨墊，以清洗研磨墊和基材。舉一示例，清洗劑可被傳遞至研磨墊，達約5秒至約20秒的一範圍的期間。在此期間，基材由研磨墊702昇起，承載件704被移動到多研磨墊系統之下一製程位置，和/或卸載基材和裝載欲處理之下一基材的位置。定期地，清洗劑也可傳遞到漿料傳遞線，來清洗仍黏著在漿料傳遞線內的殘片，從而實現自我清潔的目的。
雖然上文係針對本發明的實施例，亦可能衍生其他或更進一步的實施例，而不偏離本發明基本範疇，本發明之範疇是由下列申請專利範圍所界定。
10‧‧‧CMP系統
14‧‧‧供應線
15‧‧‧傳遞臂
16‧‧‧供應線
17‧‧‧漿料
38‧‧‧基材
40‧‧‧研磨墊
46‧‧‧承載件頭
100‧‧‧CMP系統
104‧‧‧裝載機器人
106‧‧‧研磨模組
108‧‧‧控制器
110‧‧‧中央處理器
112‧‧‧記憶體
114‧‧‧電路
122‧‧‧基材
126‧‧‧研磨表面
128‧‧‧研磨站
130‧‧‧研磨站
132‧‧‧研磨站
134‧‧‧旋轉料架
136‧‧‧傳送站
138‧‧‧一側
140‧‧‧基座
142‧‧‧輸入緩衝站
144‧‧‧輸出緩衝站
146‧‧‧傳送機器人
148‧‧‧裝載杯組
150‧‧‧臂
152‧‧‧研磨頭組
182‧‧‧調節裝置
188‧‧‧外殼
200‧‧‧流體傳遞系統
202‧‧‧分配漿料傳遞臂
204‧‧‧固定部分
206‧‧‧鉸鏈組
208‧‧‧可調整部分
210‧‧‧軸
212‧‧‧螺線管
213a‧‧‧漿料傳遞線
213b‧‧‧漿料傳遞線
214‧‧‧蓋
215‧‧‧蓋
216‧‧‧螺線管
217a‧‧‧清洗劑傳遞線
217b‧‧‧清洗劑傳遞線
218‧‧‧螺線管
219‧‧‧氣體線
220‧‧‧清洗埠
221‧‧‧T型接頭
222‧‧‧下表面
224‧‧‧噴嘴
226‧‧‧末端噴嘴
230‧‧‧柱塞
232‧‧‧制動器
234‧‧‧鉸鏈銷
250‧‧‧頂面
251a‧‧‧Y配件
251b‧‧‧Y配件
302‧‧‧歧管
304‧‧‧歧管
306‧‧‧傳遞通道
308‧‧‧鎖定螺栓
310‧‧‧高壓清洗噴嘴
312‧‧‧高壓清洗噴嘴
320‧‧‧出口
502‧‧‧噴嘴
504‧‧‧尖端
600‧‧‧夾爪組
602‧‧‧鉸鏈塊
604‧‧‧固定塊
606‧‧‧間隔塊
608‧‧‧有蓋盒
610‧‧‧末端
612‧‧‧末端
616‧‧‧夾鉗
700‧‧‧多研磨墊系統
702‧‧‧研磨墊
704‧‧‧承載件
710‧‧‧上部組
712‧‧‧下部組
所以，上述簡介之本發明的特徵可參考實施例進一步理解和敘述，部分實施例係繪示於附圖中。然而要指出的是，附圖僅說明本發明之典型實施例，因此不應被視為其範圍之限制，本發明亦適用於其他具有同等功效的實施例。
圖1描述習知化學機械研磨設備之側視圖；圖2繪示一化學機械研磨系統，其包含本文一實施例之流體傳遞系統；圖3A-3C繪示依據本發明一實施例之一傳遞臂的示意圖；圖4A-4B描繪根據此處所述實施例之一系列噴嘴，其設置在傳遞臂的下表面；圖5A-5B根據此處所述的實施例，繪示歧管上噴嘴之截面圖；圖6A-6B根據此處所述的另一實施例，繪示包含一鉸鏈之一傳遞臂的示意圖；及圖7顯示根據本文所述實施例之一多墊系統。
202．．．分配漿料傳遞臂
204．．．固定部分
206．．．鉸鏈組
214．．．蓋
218．．．螺線管
222．．．下表面
224．．．噴嘴
226．．．末端噴嘴
302．．．歧管
304．．．歧管
308．．．鎖定螺栓
310．．．高壓清洗噴嘴
312．．．高壓清洗噴嘴
320．．．出口

Claims (20)

  1. 一種用以傳遞流體到一基材或一墊的表面之設備，包括：一傳遞臂，其可旋轉地連接到一基座，該基座可繞一固定軸旋轉，該傳遞臂從該基座延伸；至少一漿料傳遞線，其耦接該傳遞臂並至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；至少一清洗劑傳遞線，其耦接該傳遞臂並至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；一鉸鏈，其設置在該傳遞臂上，該鉸鏈包含一鎖定機構，用以將該傳遞臂固定在一預定位置；及至少一噴嘴，其相對於該傳遞臂的一水平面以一垂直角度安裝，並連接到該至少一清洗劑傳遞線，以及從該傳遞臂向下設置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該噴嘴的一尖端有相對於該傳遞臂的水平面的一角度，該角度界於約30°至約60°之間的範圍內。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之設備，其中該角度約45°。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該至少一噴嘴包括一含氟聚合物材料。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該含氟聚合物材料包括選自下列組成的一群組之一材料：過氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、 及其衍生物。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之設備，其中該鉸鏈更包含：一柱塞，用以固定該傳遞臂的該預定位置；一制動器，用以防止該傳遞臂的過度轉動；及一鉸鏈銷，用以連接該傳遞臂的一可調整部分的固定塊至該傳遞臂的一固定部分的一鉸鏈塊。
  7. 一種用以傳遞流體至一表面的設備，包括：一流體傳遞臂的一固定部分，其在一基座的一端被支撐；至少一清洗劑傳遞線，其耦接該流體傳遞臂並沿著該流體傳遞臂的至少一部分長度設置；至少一漿料傳遞線，其耦接該流體傳遞臂並至少部分沿著該流體傳遞臂的一部分長度設置；該流體傳遞臂的一可調整部分，其由一鉸鏈連接至該固定部分，該鉸鏈還包括：一固定塊，其連接到該可調整部分；一鉸鏈塊，其連接到該固定部分；及一鉸鏈銷，其耦接於該可調整部分的該固定塊和該固定部分的該鉸鏈塊之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該鉸鏈包括一鎖定機構，用以將該傳遞臂固定至一特定位置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該固定部分更 包含：一可旋轉軸，其連接到該基座；至少一間隔塊，用以延伸該固定部分的長度；至少一第一閥門，其與該至少一清洗劑傳遞線一起使用；及一第一蓋，其覆蓋該至少一第一閥門。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之設備，其中該可調整部分更包含：至少一第二閥門，其耦接到至少一漿料傳遞線；一清洗埠，其耦接來自在該固定部分的該至少一第一閥門的該至少一清洗劑傳遞線；一第二蓋，其耦接到該至少一第二閥門；至少一噴嘴，其安裝至該傳遞臂的下表面；及至少一傳遞通道，其耦接到該至少一漿料傳遞線。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之設備，其中該至少一第一閥門是一螺線管，且該至少一第二閥門是一螺線管或一T型接頭閥門。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之設備，其中該第二蓋有一傾斜頂面。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之設備，其中該至少一漿料傳遞線藉由一傳遞通道連接到該至少一噴嘴。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之設備，其中該傳遞通道 包含一鎖定螺椿，其設置在該傳遞通道的一端。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該鎖定螺椿包含聚二醚酮、該可旋轉軸包括聚丙烯、該固定塊包括聚丙烯、該鉸鏈塊包括聚二醚酮、及該至少一間隔塊包括聚丙烯。
  16. 一種用以傳遞流體到一基材或一墊的表面之設備，包括：一傳遞臂，其可旋轉地連接到一基座，並從該基座延伸；一第一流體歧管，其連接到該傳遞臂的一下表面，並包括一第一複數漿料噴嘴；一第一漿料傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸，及與該第一流體歧管流體溝通；至少一清洗劑傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；複數清洗噴嘴，其從該傳遞臂的該下表面延伸，且與該清洗劑傳遞線流體溝通；及一第一雙向閥門，其耦接並流體溝通該第一流體歧管、該第一漿料傳遞線、和該清洗劑傳遞線。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之設備，更包含：一第二流體歧管，其連接到該傳遞臂的該下表面，並包括一第二複數漿料噴嘴； 一第二漿料傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸，及與該第二流體歧管流體溝通；及一第二雙向閥門，其耦接並流體溝通該第二流體歧管、該第二漿料傳遞線、和該清洗劑傳遞線。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之設備，其中該複數清洗噴嘴包含高壓清洗噴嘴。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之設備，其中該清洗噴嘴係設置在該傳遞臂的該下表面，且平行該第一流體歧管。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之設備，其中該複數清洗噴嘴係設置在該傳遞臂的該下表面，而介於該等第一和第二流體歧管之間。
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