TWI797649B - 平台護套清潔之系統、組件及方法 - Google Patents

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Abstract

在化學機械拋光系統中，平台護套清潔組件安裝於可旋轉平台上，在可旋轉平台及平台護套之間的間隙中。組件包括附加至平台的海綿保持器及海綿。海綿藉由海綿保持器保持，使得海綿的外部表面按壓抵靠平台護套的內部表面。

Description

平台護套清潔之系統、組件及方法
本揭露案關於化學機械拋光，且更具體而言，關於環繞平台的護套的清潔。
積體電路通常藉由在矽晶圓上依序沉積導電、半導體或絕緣層而形成於基板上。一個製作步驟牽涉在非平面表面上沉積填充層且平坦化填充層。對於某些應用，平坦化填充層直到暴露圖案化層的頂部表面。舉例而言，導電填充層可沉積在圖案化絕緣層上以填充絕緣層中的溝道或孔洞。在平坦化之後，絕緣層的抬升的圖案之間剩餘的導電層的部分形成在基板上的薄膜電路之間提供導電路徑的貫孔、插頭及線。對於其他應用，例如氧化物拋光，平坦化填充層直到在非平面表面上留下預定厚度。此外，基板表面的平坦化經常需要光刻。
化學機械拋光(CMP)為平坦化的一種可接受方法。此平坦化方法通常需要將基板固定在載具或拋光頭上。基板的暴露的表面通常放置抵靠旋轉拋光墊。載具頭提供可控制負載在基板上，以將其推擠抵靠拋光墊。拋光液體通常供應至拋光墊的表面。
拋光墊通常支撐在可旋轉平台上。隨著平台及拋光墊旋轉，離心力傾向迫使拋光液體離開拋光墊。平台護套可放置在平台四周以避免拋光液體拋離拋光墊而污染工作區域。
在一個態樣中，一種平台護套清潔系統，包括平台護套清潔組件，用於清潔化學機械拋光系統的平台護套。平台護套清潔組件安裝於可旋轉平台及平台護套之間的間隙中的可旋轉平台上。組件包括附接至可旋轉平台的海綿保持器及海綿。海綿藉由海綿保持器保持，使得海綿的外部比面按壓抵靠平台護套的內部表面。
實例可包括一或更多以下特徵。
海綿保持器可包括配接器，配置成可移除地緊固至可旋轉平台。配接器配置成按壓海綿抵靠平台護套的內部表面。配接器可包括閂鎖，配置成可移除地緊固至從平台延伸的插頭。海綿可藉由複數個彈簧按壓抵靠平台護套的內部表面。
海綿保持器可包括閂鎖及背件。閂鎖可配置成可移除地緊固至從平台延伸的插頭。背件連接至閂鎖，且具有外部表面配置成容納海綿。外部表面為彎曲的，以便將海綿符合至平台護套內部表面輪廓。海綿可藉由鉤及回圈固定器附加至海綿保持器的外部表面。海綿保持器可藉由多重彈簧耦合至背件。彈簧可藉由複數個緊固件耦合至背件及海綿保持器。
平台護套清潔系統可包括配接器及海綿保持器。配接器可配置成可移除地緊固至化學機械拋光系統的平台。海綿保持器可連接至配接器，且具有外部表面，外部表面配置成容納海綿，且保持海綿抵靠環繞平台的平台護套的內部表面。配接器可包括閂鎖，配置成可移除地緊固至從平台延伸的插頭。配接器可包括支撐凸緣，配置成緊靠平台的頂部表面，以避免配接器旋轉。
平台護套清潔系統可包括多重彈簧，插入配接器及海綿保持器之間，以迫使海綿與平台護套的內部表面接觸。多重開口銷可將彈簧保持至配接器及海綿保持器。
平台護套清潔系統可包括海綿，耦合至海綿保持器。海綿可藉由回圈及鉤固定器耦合至海綿保持器。海綿可為乾式海綿。海綿可為濕式海綿。
在另一態樣中，一種清潔平台護套之方法，包括在平台及平台護套之間的間隙中安裝海綿及海綿保持器；迫使海綿與平台護套接觸；及當海綿與平台護套接觸時，旋轉平台及平台、海綿保持器，及海綿。
實例可包括一或更多以下特徵。
安裝海綿及海綿保持器可包括壓縮插入海綿及海綿保持器之間的複數個彈簧，以將海綿及海綿保持器彼此移動靠近；及釋放插入海綿及海綿保持器之間的複數個彈簧，以將海綿及海綿保持器彼此移動離開。安裝海綿及海綿保持器可包括在海綿保持器上於平台的插頭上放置閂鎖。安裝海綿及海綿保持器可包括放置支撐凸緣，支撐凸緣配置成緊靠平台的頂部表面，以避免配接器旋轉。
可以乾式海綿削抹平台護套。可以含有清潔溶液的濕式海綿濕潤平台護套；及可以濕式海綿削抹平台護套。
實例可選地可包括但非限於一或更多以下優點。可強化拋光品質，例如藉由在拋光處理期間來自從平台護套脫離的拋光研漿累積的乾燥研磨顆粒建立較少的刮擦及缺陷。此外，可降低因缺陷報廢的晶圓的數量。用於拋光系統的維護停機時間可顯著減少。此舉強化拋光系統的生產且降低操作器時間，因為較少時間專注於平台護套清潔處理。在清潔的不同模式之間的切換（即，乾式清潔及濕式清潔）更簡單。清潔處理可藉由調整與平台護套的工具壓力接合而迅速修改。
一或更多實例的細節在隨附圖式及以下說明中提及。其他態樣、特徵及優點將從說明書及圖式且從請求項而為顯而易見的。
在化學機械拋光期間，例如研磨拋光漿料的拋光液體供應至拋光墊的表面。隨著平台及拋光墊旋轉，研磨拋光，拋光液體拋離平台。放置於平台四周的平台護套可供以作為屏障以阻擋拋光液體污染拋光系統的環繞區域。
儘管某些拋光液體將拋離護套且可在池盒中收集，某些拋光液體可在平台護套上乾燥且累積。在平台護套上乾燥的拋光液體的累積隨著時間具有多重有害影響。舉例而言，在拋光液體中的研磨顆粒可形成聚集體，而可驅逐且返回至拋光表面，因此建立刮擦及缺陷的危險。顯著量的非生產時間需要用以清潔平台護套，以避免乾燥的拋光液體的累積。
可輕易附接至平台且無須裝備拆解的平台護套清潔工具可減輕此等有害影響。
第1A圖顯示拋光系統20，可操作以拋光基板10。拋光系統20包括可旋轉平台24，在其上座落主拋光墊30，且平台護套26環繞可旋轉平台24且藉由環狀間隙22與平台24分開。如第1B圖中所顯示，平台護套清潔系統50可機械耦合至可旋轉平台24，且插入可旋轉平台24及平台護套26之間。平台護套為圓形的，且環繞可旋轉平台26。平台護套可包括垂直圓柱部分26a，且平台護套的頂部可向內彎曲以形成唇部26b。唇部26b可定位於平台24的表面的垂直平面上方。
可旋轉平台24可操作以在軸28四周旋轉。舉例而言，馬達30可轉動驅動桿32以旋轉可旋轉平台24。
拋光系統20包括載具頭70，可操作以保持基板10抵靠拋光墊30。載具頭70從例如旋架或軌道的支撐結構72懸吊，且藉由載具驅動桿74連接至載具頭旋轉馬達76，使得載具頭可在軸71四周旋轉。此外，載具頭70可例如藉由致動器驅動的旋架72中的徑向溝槽中的移動，藉由馬達驅動的旋架的旋轉，或沿著藉由致動器驅動的軌道向後及向前運動，而橫跨拋光墊30橫向擺盪。在操作中，平台24於其中心軸25四周旋轉，且載具頭70於其中心軸71四周旋轉且橫跨拋光墊30的頂部表面橫向平移。
拋光系統20可包括拋光液體傳輸臂34。在拋光期間，臂34可操作以分配拋光液體36。拋光液體36可為具有研磨顆粒的漿料。拋光液體36可以多重名稱稱呼，例如研磨拋光漿料、研磨拋光液體或拋光漿料。或者，拋光系統20在平台24中可包括通口，可操作以分配拋光液體36至主拋光墊30上。隨著平台24旋轉，研磨拋光，拋光液體36拋離平台24。放置於平台24四周的平台護套26可供以作為屏障，以阻擋拋光液體36污染拋光系統20的環繞區域。儘管某些拋光液體36將拋離平台護套26且可在拋光系統20下方收集，某些拋光液體36可在平台護套26上累積。後續拋光操作將在平台護套26上繼續分配拋光液體36，且拋光液體36可乾燥且進一步在平台護套26上積累。
插頭60安裝在平台24的圓柱外部表面44中的凹槽42中。插頭60可從凹槽42移除。插頭60從外部表面44延伸至間隙22中。插頭可為塑膠或金屬。插頭60配置成機械耦合至平台護套清潔系統50（顯示於第2圖中）。
第1B圖顯示平台護套清潔系統50，安裝於拋光系統20中。平台護套清潔系統50包括海綿保持器52及海綿54。海綿保持器52將海綿54偏移抵靠平台護套26的內側表面38，以清潔平台護套26。海綿54具有外部表面56，而清潔平台護套26的內側表面38。
海綿54以軟的、多孔、吸收性材料製成。海綿54可以自然存在的材料或合成材料製成。舉例而言，海綿54可從自然存在的材料形成，例如植物纖維素、動物海洋海綿、大麻或木質纖維。或者，海綿54可從合成材料形成，例如聚酯或聚氨酯。
海綿保持器52可移除地附加至平台24，且座落於平台24及平台護套26之間的間隙22中。海綿54例如藉由塗佈在海綿的一個表面上的弱黏著層或藉由機械緊固件而可移除地附加至海綿保持器。
海綿54藉由海綿保持器52保持，使得海綿54的外部表面56按壓抵靠平台護套24的內部表面38。在操作中，可旋轉平台24及平台護套清潔系統50在軸28四周旋轉，而具有海綿54接合平台護套26的內部表面38。在平台護套26的內部表面38四周海綿54的圓形掃掠可削抹掉拋光液體36的累積。
清潔化學物可施加至海綿54，以促進平台護套26的清潔。化學物可施加至海綿54，以進一步避免後續拋光液體36在平台護套26的內部表面38上累積。舉例而言，去離子水、異丙醇或氫氧化鉀可施加至海綿。
第2圖顯示平台護套清潔系統50的立體圖，安裝於化學機械拋光系統20中。平台護套清潔系統50機械耦合至可旋轉平台24，且插入可旋轉平台24及平台護套26之間。
第3圖顯示第1圖的平台護套清潔系統50的分解的立體圖。第4圖顯示平台護套清潔系統50的後分解的立體圖。參照第1、3及4圖，平台護套清潔系統50包括配接器66，配置成可移除地緊固至平台24，且具有背件62的海綿保持器52連接至配接器66，且具有外部表面64配置成容納海綿54。
背件62的外部表面64為彎曲的，以便將海綿54符合至平台護套26的內部表面38。背件62可具有垂直區段84、角度的區段86及將垂直區段84連接至角度的區段86的彎曲的區段88。此配置將海綿54符合至平台護套26的垂直區段26a及向內彎曲唇部26b。
海綿保持器52包括閂鎖機制58，以將海綿保持器可移除地緊固至插頭60。舉例而言，鄰接平台24的配接器66的後面100可包括凹槽92，在其中可配合插頭60。
配接器66包括大致垂直主要主體90，而將放置抵靠平台的圓柱外部表面，及支撐凸緣68，從主要主體90的頂部邊緣水平延伸，且配置成緊靠墊或平台24的頂部表面40。支撐凸緣68可避免配接器66在來自海綿抵靠平台護套的摩擦的扭矩效應下而旋轉。配接器66具有凹槽92的後面100。凹槽92配置成容納插頭60。凹槽92具有脊部102，配置成閂鎖至插頭60上。插頭60垂直滑動至凹槽92中，直到藉由脊部102限制住。或者，夾具可抓住平台26，且配接器66接著緊固至夾具。
主要主體90具有連接至凹槽96的空洞104。空洞104經尺寸設計以容納緊固件82。
海綿保持器52包括壓縮銷94，從後表面106垂直突出。壓縮銷94將彈簧80壓縮至配接器66的前面102中的凹槽96中。壓縮銷94可具有延伸通過壓縮銷94的垂直狹縫98。垂直狹縫98經尺寸設計以容納緊固件82。
海綿保持器可以金屬或塑膠製成。舉例而言，海綿保持器可為鋼、鋁、高密度聚乙烯或複合物。
海綿54可藉由鉤及回圈固定器可移除地附加至海綿保持器52。一半的鉤及回圈固定器藉由黏著物附加至外部表面64。一半的鉤及回圈固定器藉由黏著物附加至海綿54。海綿54可為乾式海綿或濕式海綿。乾式海綿不具有任何流體化學物添加至海綿。濕式海綿具有流體添加至海綿。濕式海綿可用以削抹掉乾燥拋光液體36累積，軟化且鬆弛乾燥拋光液體36累積，或施加化學物至平台護套。舉例而言，化學物可施加至平台護套，以降低或避免進一步的乾燥拋光液體36累積。舉例而言，清潔流體可添加至海綿。
平台護套清潔系統50包括彈簧80插入配接器66及海綿保持器52之間，以迫使海綿54與平台護套26的內部表面38接觸。彈簧80配合至配接器66的凹槽96中。彈簧80耦合至海綿保持器52，且藉由壓縮銷94壓縮。彈簧80可永久附加或可移除地固定。彈簧80舉例而言可藉由焊接或膠黏永久附加。彈簧80可藉由類似銷的緊固件82可移除地固定。舉例而言，緊固件82可為開口銷。平台護套清潔系統50可包括緊固件82，以將彈簧80保持至配接器66及海綿保持器52。彈簧80放置於配接器66的凹槽96中。海綿保持器54壓縮銷94耦合至彈簧80。施加力至海綿保持器54，以壓縮彈簧80至凹槽96中。壓縮銷94的垂直狹縫98與配接器66的空洞104對齊。開口銷82放置通過空洞104及垂直狹縫98，而抓住彈簧80。
具體而言，為了將配接器66附加至平台24，插頭60對齊且放置在平台24的圓柱外側表面44中的凹槽42內側。接著，配接器66的後面100對齊平台24的外側表面44。配接器凹槽92對齊插頭60。配接器凹槽92耦合至凹槽92。配接器66的垂直滑動藉由插頭60及凹槽92限制住。插頭60接觸閂鎖機制58的脊部102。配接器66的運動受限制。釋放海綿保持器54。移動海綿保持器54至完全延伸的位置。
第5圖顯示清潔平台護套之方法500。在502處，複數個彈簧插入海綿及海綿保持器之間，壓縮以將海綿及海綿保持器移動彼此靠近。在504處，海綿及海綿保持器安裝於平台及平台護套之間的間隙中。在506處，於海綿保持器上的閂鎖放置於平台上的插頭上。在508處，支撐凸緣配置成緊靠平台的頂部表面，以避免配接器旋轉，而放置在平台的頂部表面上。在510處，釋放插入海綿及海綿保持器之間的複數個彈簧，以將海綿及海綿保持器彼此移動離開。在512處，迫使海綿與平台護套接觸。在514處，平台及平台、海綿保持器，海綿旋轉與平台護套接觸。海綿可為乾式海綿或以液體濕潤的濕式海綿。液體可為清潔溶液或累積避免溶液。
已說明本標的之特定實施例。其他實施例在以下請求項的範疇之中。
10:基板 20:拋光系統 22:間隙 24:平台 25:中心軸 26:平台護套 28:軸 30:拋光墊 32:驅動桿 34:臂 36:拋光液體 38:內部表面 40:頂部表面 42:凹槽 44:外側表面 50:平台護套清潔系統 52:海綿保持器 54:海綿 56:外部表面 60:插頭 62:背件 64:表面 66:配接器 68:支撐凸緣 70:載具頭 71:軸 72:支撐結構 74:驅動桿 76:馬達 80:彈簧 82:緊固件 84:垂直區段 86:角度的區段 88:彎曲的區段 90:主要主體 92:凹槽 94:壓縮銷 96:凹槽 98:狹縫 100:後面 102:脊部 104:空洞 500:方法 502:步驟 504:步驟 506:步驟 508:步驟 510:步驟 512:步驟 514:步驟
第1A圖顯示化學機械拋光系統的概要剖面視圖。
第1B圖顯示平台護套清潔系統的概要剖面視圖，安裝在第1圖的化學機械拋光系統上。
第2圖顯示第2圖的平台護套清潔系統的立體圖，安裝在第1圖的化學機械拋光系統上。
第3圖顯示第2圖的平台護套清潔系統的分解的前立體圖。
第4圖顯示第2圖的平台護套清潔系統的分解的後立體圖。
第5圖顯示清潔平台護套之方法。
類似的元件符號及代號在各個圖式中代表類似的元件。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
10:基板
20:拋光系統
22:間隙
24:平台
25:中心軸
26:平台護套
28:軸
30:拋光墊
32:驅動桿
34:臂
36:拋光液體
38:內部表面
40:頂部表面
42:凹槽
44:外側表面
50:平台護套清潔系統
52:海綿保持器
54:海綿
56:外部表面
60:插頭
68:支撐凸緣
70:載具頭
71:軸
72:支撐結構
74:驅動桿
76:馬達

Claims (19)

  1. 一種平台護套清潔組件，包含：一可旋轉平台；一平台護套，環繞該平台，且藉由一間隙與該平台分開；一海綿保持器，附接至該平台，且座落於該間隙中；及一海綿，藉由該海綿保持器保持，使得該海綿的一外部表面按壓抵靠該平台護套的一內部表面。
  2. 如請求項1所述之組件，其中該海綿保持器進一步包含一配接器，配置成可移除地緊固至該可旋轉平台，該配接器配置成按壓該海綿抵靠該平台護套的該內部表面。
  3. 如請求項2所述之組件，其中該配接器進一步包含一閂鎖，配置成可移除地緊固至從一平台延伸的一插頭。
  4. 如請求項3所述之組件，其中該海綿藉由複數個彈簧按壓抵靠該平台護套的一內部表面。
  5. 一種平台護套清潔系統，包含：一配接器，配置成可移除地緊固至一化學機械拋光系統的一平台；及一海綿保持器，連接至該配接器，且具有一外部表面，該外部表面配置成容納一海綿，且保持該海綿抵靠環繞該平台的一平台護套的一內部表面。
  6. 如請求項5所述之平台護套清潔系統，其中該配接器進一步包含一閂鎖，配置成可移除地緊固至從一平台延伸的一插頭。
  7. 如請求項5所述之平台護套清潔系統，其中該配接器進一步包含一支撐凸緣，配置成緊靠該平台的一頂部表面，以避免該配接器旋轉。
  8. 如請求項5所述之平台護套清潔系統，其中複數個彈簧插入該配接器及該海綿保持器之間，以迫使該海綿與該平台護套的該內部表面接觸。
  9. 如請求項8所述之平台護套清潔系統，其中複數個開口銷將該複數個彈簧保持至該配接器及該海綿保持器。
  10. 如請求項6所述之平台護套清潔系統，進一步包含一海綿，耦合至該海綿保持器。
  11. 如請求項10所述之平台護套清潔系統，其中該海綿藉由一回圈及鉤固定器耦合至該海綿保持器。
  12. 如請求項10所述之平台護套清潔系統，其中該海綿為一乾式海綿。
  13. 如請求項10所述之平台護套清潔系統，其中該海綿為一濕式海綿。
  14. 一種平台護套清潔方法，包含以下步驟：在一平台及一平台護套之間的一間隙中安裝一海綿及一海綿保持器；迫使該海綿與該平台護套接觸；及 旋轉該平台及該平台、該海綿保持器，及該海綿，該海綿與該平台護套接觸。
  15. 如請求項14所述之方法，其中在該平台及該平台護套之間的該間隙中附加該海綿及該海綿保持器之步驟進一步包含以下步驟：壓縮插入該海綿及該海綿保持器之間的複數個彈簧，以將該海綿及該海綿保持器彼此移動靠近；及釋放插入該海綿及該海綿保持器之間的該複數個彈簧，以將該海綿及該海綿保持器彼此移動離開。
  16. 如請求項14所述之方法，其中在該平台及該平台護套之間的該間隙中附加該海綿及該海綿保持器之步驟進一步包含以下步驟：在該海綿保持器上於該平台的一插頭上放置一閂鎖。
  17. 如請求項14所述之方法，其中在一平台及一平台護套之間的一間隙中安裝一海綿及一海綿保持器之步驟進一步包含以下步驟：放置一支撐凸緣，該支撐凸緣配置成緊靠該平台的一頂部表面，以避免一配接器旋轉。
  18. 如請求項14所述之方法，進一步包含以下步驟：以一乾式海綿削抹該平台護套。
  19. 如請求項14所述之方法，進一步包含以下步驟：以含有一清潔溶液的一濕式海綿濕潤該平台護套；及以該濕式海綿削抹該平台護套。
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