TWI829280B - 用於拋光液體傳輸臂的清潔裝置、工具及方法，及其拋光組件 - Google Patents
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Abstract
一種拋光組件，包括可旋轉平台，以支撐拋光墊；拋光液體傳輸臂，具有在其底部處開啟的包體，及一或更多通口，以傳輸拋光液體及清潔流體向下通過包體的內部空間至拋光墊上；及傳輸臂清潔工具，可移除地附加至拋光液體傳輸臂，清潔工具在傳輸臂下方延伸，且具有面向傳輸臂的表面，經塑形使得清潔工具從拋光液體傳輸臂引導清潔流體至拋光液體傳輸臂的包體的表面上。
Description
本揭露案關於化學機械拋光，且更具體而言，關於對傳輸拋光液體至拋光墊上的拋光液體傳輸臂的清潔。
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。在製作積體電路期間的一個製作步驟為拋光填充層以暴露下層絕緣層的頂部表面，例如，以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。對於某些應用，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。拋光液體通常藉由拋光液體傳輸臂供應至拋光墊的表面。拋光液體傳輸臂亦可具有噴嘴，以噴灑沖洗流體至拋光墊上，以從拋光表面清洗漿料或殘骸。
在一個態樣中，一種拋光組件，包括一可旋轉平台，以支撐一拋光墊；一拋光液體傳輸臂，具有在其底部開啟的包體，及一或更多通口，以傳輸一拋光液體及一清潔流體向下通過該包體的一內部空間至該拋光墊上；及一傳輸臂清潔工具，可移除地附加至該拋光液體傳輸臂，該清潔工具在該傳輸臂下方延伸，且具有一面向傳輸臂的表面，經塑形使得該清潔工具從該拋光液體傳輸臂引導該清潔流體至該拋光液體傳輸臂的該包體的一表面上。
在另一態樣中，一種拋光液體傳輸臂清潔工具，包括一傳輸臂清潔工具，包括一面向臂的表面，經塑形以將從一拋光液體傳輸臂向下投射的清潔流體引導回到該拋光液體傳輸臂的一包體的一內部表面上；及一保留耳片，配置成將該傳輸臂清潔工具固定至該拋光液體傳輸臂。
在另一態樣中，一種拋光液體傳輸臂清潔工具，包括一主體，配置成可移除地固定至一化學機械拋光系統的一拋光液體傳輸臂；及一插件，可移除地固定至該主體。該插件具有一面向臂的表面，經塑形以從該拋光液體傳輸臂引導一清潔流體回到該拋光液體傳輸臂的一包體的一內部表面。
在另一態樣中，一種清潔一拋光液體傳輸臂之方法，包括安裝一拋光液體傳輸臂清潔工具，以在一拋光液體傳輸臂的一包體下方延伸；流動一清潔流體通過該拋光液體傳輸臂；及從該拋光液體傳輸臂引導該清潔流體離開該清潔工具的一表面回到該拋光液體傳輸臂的該包體的一表面。
實例可選地可包括但非限於一或更多以下優點。拋光品質可強化，例如較少刮擦及缺陷在拋光處理期間藉由從拋光液體傳輸臂脫離的拋光漿料累積的乾燥的研磨顆粒建立。此外，可降低歸因於缺陷報廢的基板的數量。用於拋光系統的維護停機時間可顯著減少。清潔處理的品質可強化，且在拋光液體傳輸臂上難以到達的地點可更輕易清潔。此舉強化拋光系統的生產率，且降低操作器時間，因為較少時間專注於拋光液體傳輸臂清潔處理。清潔處理可藉由調整清潔流體壓力或清潔流體成分而迅速修改。
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及從請求項為顯而易見的。
在化學機械拋光期間，例如研磨拋光漿料的拋光液體藉由拋光液體傳輸臂供應至拋光墊的表面。舉例而言，拋光液體傳輸臂可具有噴嘴，而分配拋光液體至拋光墊的表面上。隨著拋光液體影響拋光墊，某些拋光液體可向上偏轉且形成空氣飛沫。此等飛沫可積累在拋光液體傳輸臂上。此外，拋光液體可藉由其他部件，例如載具頭或調整頭，而散落離開拋光墊。
儘管某些拋光液體將流動離開傳輸臂且可在池盒中收集，某些拋光液體可在傳輸臂上乾燥且累積。在傳輸臂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，而可之後從傳輸臂驅逐且沉積至拋光表面上，因此建立刮擦及缺陷的危險。顯著量的非生產時間及操作器的付出需要用以清潔拋光液體傳輸臂，以避免乾燥的拋光液體的累積。
可輕易附加至拋光液體傳輸臂且不需要裝備拆解的拋光液體傳輸臂清潔系統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25，且平台護套26環繞可旋轉平台24。可旋轉平台24可操作以在軸28四周旋轉。舉例而言，馬達29可轉動驅動桿22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25。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25橫向擺盪。在操作中，平台24於其中心軸28四周旋轉，且載具頭於其中心軸71四周旋轉且橫跨拋光墊25的頂部表面橫向平移。
如第1圖中所顯示，拋光系統20亦包括拋光液體傳輸系統30。拋光液體傳輸系統30包括藉由底座32支撐在平台24上的拋光液體傳輸臂34。可定位於臂34的端處的通口38藉由例如通過固體主體的管道、管子、通路的流體線68耦合至拋光液體源78，例如貯藏器。通口38可為噴嘴。在拋光期間，傳輸臂34可操作以從通口38分配拋光液體36。通過流體線68的拋光液體36的流動可藉由液體流動控制器（LFC）控制，其進而可藉由機器控制器控制，例如電腦。
拋光系統20亦包括一或更多第二通口82，而可定位在臂34的端處或沿著臂定位。第二通口82藉由例如通過固體主體的管道、管子、通路等等的流體線84耦合至清潔流體源86，例如貯藏器。在清潔期間，傳輸臂34可操作以從通口82分配清潔流體88。第二通口82可為噴嘴，且噴嘴可噴灑清潔流體至拋光墊25上。清潔流體可為水、去離子水或異丙醇溶液。清潔流體88通過流體線78的流動可藉由液體流動控制器（LFC）控制，其進而可藉由機器控制器控制，例如電腦。
參照第3A圖，拋光液體傳輸臂34可形成在底部40開啟的包體26。具體而言，拋光液體傳輸臂34包括屋頂44及從屋頂44向下延伸的側壁46。頂板80之間的內部空間42藉由屋頂44的底部及側壁46的內部表面58來提供。
在清潔操作期間，清潔流體液體36向下流動通過包體26的內部空間42至拋光墊25上。包體26可實用於克制來自通口82及/或離開拋光墊25的清潔流體的噴灑。
在其他實例中，在拋光液體傳輸臂34中的通口可在傳輸拋光液體36及清潔流體82之間切換。在其他實例中，拋光液體傳輸臂34可具有一個噴嘴，例如，在臂34的端處的噴嘴，配置成在傳輸拋光液體36及清潔流體82之間切換。
儘管第3A圖將拋光液體線68及清潔流體線84圖示為在固體主體之中的通路，此並非必須。流體線之一或兩者可藉由臂的腔體內側或在臂的頂部上的管子或彈性管道來提供。
拋光液體36可為具有研磨顆粒的漿料。隨著拋光液體傳輸臂34通過噴嘴38分配拋光液體36。噴嘴38引導拋光液體36至拋光墊10的表面。隨著拋光液體36影響拋光墊25，某些拋光液體36可向上反射且形成飛沫。儘管某些拋光液體36將流動離開拋光臂34且回到拋光墊25上且可在池盆中收集，但某些拋光液體36可在拋光液體傳輸臂34上乾燥且累積，例如，在側壁46的內部表面58上，在頂板80上，及在噴嘴38上。後續拋光操作將持續沉積拋光液體36在拋光液體傳輸臂34上，且拋光液體36可在拋光液體傳輸臂34上乾燥且進一步積累。
拋光液體傳輸臂清潔工具50可移除地附加至傳輸臂34。一般而言，清潔工具50形成外殼，而當安裝於傳輸臂上時，覆蓋包體26的至少底部。第1B及2圖顯示拋光液體傳輸臂清潔工具50安裝在拋光液體傳輸臂34上。當安裝時，清潔工具50在傳輸臂34下方延伸。在此配置中，清潔流體88向下流動通過包體26的內部空間42，且如第1B圖中所顯示影響拋光液體傳輸臂清潔工具50，且重新引導至拋光液體傳輸臂37的內部的頂板80。
拋光液體傳輸臂清潔工具50具有底板52及從底板52向上延伸的側壁54。當安裝時，底板52在拋光液體傳輸臂34的寬度下方且橫跨拋光液體傳輸臂34的寬度延伸，且側壁54沿著傳輸臂36的外部表面56延伸。
清潔工具50可包括多重保留耳片60，以將清潔工具支撐在臂34上。各個保留耳片60可從側壁54延伸且可向內彎曲，即朝向相對側壁。因此，當清潔工具50滑至臂34上時，保留耳片60在拋光液體傳輸臂34的屋頂44上延伸，以將清潔工具50固定至拋光液體傳輸臂34（見第3C圖）。
清潔工具50的前端藉由前蓋62包覆。前蓋62可連接側壁54，且在側壁54之間的空間上延伸至臂34將配接的空間中。前蓋62避免清潔流體噴濺出清潔工具50的前面。清潔工具50的後端開啟，使得清潔工具可滑至臂34上。除了前蓋62之外，清潔工具50可在其頂部上開啟。
如第4圖中所顯示，拋光液體清潔工具50具有面向傳輸臂的表面48，經塑形使得拋光液體傳輸臂清潔工具50從拋光液體傳輸臂34引導清潔流體至側壁46的內部表面58上，至頂板80上，且至拋光液體傳輸臂34的噴嘴38上。面向臂的表面48可具有一或更多凹陷64，以引導清潔流體向上回到包體的內部表面，例如頂板80及側壁46的內側表面58。
如第4圖中所顯示，凹陷64可為半圓形槽。或者，如第5圖中所顯示，凹陷64可為圓柱形。凹陷64的曲率經配置使得向下行進的清潔流體88的飛沫的初始動量將圍繞曲線承載飛沫88且向上回到壁及頂板88的內部表面58。在某些實例中，脊部90將一個凹陷64與另一凹陷64分開。凹陷64可藉由超過一個脊部與另一凹陷分開。舉例而言，第二脊部92可以垂直於脊部90的方向運行。脊部90可直接定位在噴嘴38下方，以將清潔流體88噴灑分開，使得一部分噴灑重新導向一個地點且另一部分噴灑重新導向另一地點，使得一半的噴灑導向側壁46的內部表面58及頂板88及拋光液體傳輸臂34的噴嘴38的各側上。在某些實例中，複數個凹陷包含平行延伸且平行於主體的側壁延伸的兩個半圓形槽。
在某些實例中，面向臂的表面48為主體52的頂部表面。
在某些實例中，主體52可配置成容納插件66(見第3C圖)。插件66可移除地固定至主體52。舉例而言，插件66可滑至主體52頂部上的引導凹槽48a(見第3B圖)中。面向臂的表面48可為插件66的頂部表面，使得插件66
從拋光液體傳輸臂34引導清潔流體回到拋光液體傳輸臂的內部表面58及噴嘴38。
參照第6A及6B圖，取代從耳片懸吊主體，拋光液體清潔工具50可包括可拆卸地固定在一起的上部蓋110及下部蓋120，以形成完全環繞(如第6B圖中所顯示橫向臂的長度的剖面四周)拋光液體傳輸臂34的外殼。舉例而言，上部蓋110可包括從頂板件114的邊緣向下延伸的側壁112，且下部蓋120可包括從底板件124的邊緣向上延伸的側壁122。上部蓋110的側壁112可例如藉由摩擦配合130附加至下部蓋120的側壁122。清潔工具50的前蓋62可類似地藉由上部及下部蓋110、120的側壁112、122來提供。為了組裝，下部蓋110可定位於拋光液體傳輸臂34的下方，且上部蓋120可降低至適當位置，以與下部蓋110接合，因此包覆臂34。
參照第7A及7B圖，下部蓋120的底板件124(或第3A-3B圖的單件工具的底板)可包括可包括一或更多通道140用於將過多的清潔液體排出工具50。在某些實例中，具有兩個通道140，每個在插件66之各側上。通道140可鄰接側壁122。具體而言，兩個平行線性突起142可從底板件124延伸，且在突起142及側壁122之間的空間可提供通道140。插件66可配接在底板件124上於兩個突起142之間。各個通道之一端藉由前蓋62阻擋，但清潔液體可從相對端排出。
拋光液體傳輸臂清潔工具50可以金屬或塑膠製成。舉例而言，清潔工具50可為鋼、鋁、高密度聚乙烯或複合材料。
第8圖顯示以拋光液體傳輸臂清潔工具清潔拋光液體傳輸臂之方法600。插件可插入清潔工具(802)。插件具有面向臂的表面，經塑形使得插件將從拋光液體傳輸臂引導清潔流體回到拋光液體傳輸臂的表面。插件可具有多重口袋，以引導清潔流體。拋光液體傳輸臂清潔工具安裝在拋光液體傳輸臂上，使得面向臂的表面在拋光液體傳輸臂的包體下方延伸(804)。拋光液體傳輸臂清潔工具保留耳片接合在拋光液體傳輸臂的頂部上。清潔流體流動通過拋光液體傳輸臂(806)。清潔流體藉由面向臂的表面引導回到拋光液體傳輸臂的包體的表面(808)。從拋光液體傳輸臂移除拋光液體傳輸臂清潔工具(810)。
已說明數個實施例。然而，應理解可作成各種修改。因此，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:驅動桿
24:可旋轉平台
25:拋光墊
26:平台護套
28:軸
29:馬達
30:拋光液體傳輸系統
32:底座
34:臂
36:拋光液體
38:通口
40:底部
42:內部空間
44:屋頂
46:側壁
48:表面
50:拋光液體傳輸臂清潔工具
52:底板
54:側壁
56:外部表面
58:內部表面
60:保留耳片
62:前蓋
64:凹陷
66:插件
68:流體線
70:載具頭
71:軸
72:支撐結構
74:驅動桿
76:馬達
80:頂板
82:通口
84:流體線
86:清潔流體源
88:清潔流體
90:脊部
92:第二脊部
110:上部蓋
112:側壁
114:頂板件
120:下部蓋
122:側壁
124:底板件
130:摩擦配合
140:通道
142:突起
800:方法
802:步驟
804:步驟
806:步驟
808:步驟
810:步驟
第1A圖顯示化學機械拋光系統的概要剖面視圖。
第1B圖顯示安裝在第1圖的化學機械拋光系統的拋光液體傳輸臂上的拋光液體傳輸臂清潔工具的概要剖面視圖。
第2圖顯示安裝在化學機械拋光系統的拋光液體傳輸臂上的上的拋光液體傳輸臂清潔工具的立體圖。
第3A圖顯示第1圖的化學機械拋光系統的拋光液體傳輸臂的剖面視圖。
第3B圖顯示第2圖的拋光液體傳輸臂清潔工具的立體圖。
第3C圖顯示固定至拋光液體傳輸臂的拋光液體傳輸臂清潔工具的剖面圖。
第4圖顯示具有第2圖的口袋的拋光液體傳輸臂清潔工具的後立體圖。
第5圖顯示第2圖的拋光液體傳輸臂清潔工具的剖面視圖。
第6A圖顯示安裝在化學機械拋光系統的拋光液體傳輸臂上的拋光液體傳輸臂清潔工具的另一實例的立體圖。
第6B圖顯示第3A圖的拋光液體傳輸臂清潔工具的剖面視圖。
第7A圖顯示拋光液體傳輸臂清潔工具的另一實例的下部部分的剖面立體圖。
第7B圖顯示第7A圖的拋光液體傳輸臂清潔工具的剖面視圖。
第8圖顯示清潔拋光液體傳輸臂之方法。
類似的元件符號及代號在各個圖式中指示類似的元件。
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
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34:臂
38:通口
40:底部
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88:清潔流體
Claims (14)
- 一種拋光液體傳輸臂清潔套件，包含：一上部蓋，可移除地配接在一拋光液體傳輸臂上；一下部蓋，可移除地配接在該拋光液體傳輸臂下方，且可拆卸可固定至該上部蓋，以形成環繞該拋光液體傳輸臂的一外殼；及一插件，藉由該下部蓋可移除地支撐，該插件具有一面向臂的表面，經塑形以從該拋光液體傳輸臂引導清潔流體向下投射返回朝向該拋光液體傳輸臂。
- 如請求項1所述之套件，其中該上部蓋及該下部蓋藉由一摩擦配合而可拆卸可固定。
- 如請求項1所述之套件，其中該下部蓋包括至少一個通道，用於將清潔液體排出該外殼的一開放端。
- 如請求項1所述之套件，其中該下部蓋的一底板包括平行於該下部蓋的一第一側壁延伸的一第一線性突起，及平行於該下部蓋的一第二側壁延伸的一第二線性突起，且介於該第一線性突起及該第一側壁之間的一空間提供一第一通道，且介於該第二線性突起及該第二側壁之間的一空間提供一第二通道。
- 如請求項4所述之套件，其中該插件配接在該下部蓋的該底板上於該第一線性突起及該第二線性突起之間。
- 如請求項1所述之套件，其中該外殼關閉在 該拋光液體傳輸臂的一端上。
- 如請求項1所述之套件，其中該面向臂的表面具有複數個凹陷，以引導該清潔流體。
- 如請求項7所述之套件，其中該複數個凹陷包含平行延伸且平行於該外殼的側壁延伸的兩個半圓形槽。
- 如請求項7所述之套件，其中在該等兩個半圓形槽之間的一脊部定位為低於該拋光液體傳輸臂的清潔流體噴嘴。
- 一種拋光液體傳輸臂清潔套件，包含：一上部蓋，可移除地配接在一拋光液體傳輸臂上；一下部蓋，可移除地配接在該拋光液體傳輸臂下方，且可拆卸可固定至該上部蓋，以形成環繞該拋光液體傳輸臂的一外殼，而該外殼在該拋光液體傳輸臂的一端處具有一關閉端，且具有一相對開放端，且其中該下部蓋包括至少一個通道，用於將清潔液體排出該外殼的一開放端。
- 如請求項10所述之套件，其中該下部蓋的一底板包括平行於該下部蓋的一第一側壁延伸的一第一線性突起，及平行於該下部蓋的一第二側壁延伸的一第二線性突起，且介於該第一線性突起及該第一側壁之間的一空間提供一第一通道，且介於該第二線性突起及該第二側壁之間的一空間提供一第二通道。
- 一種拋光液體傳輸臂清潔工具，包含： 一主體，具有一底板，一對側壁，及從該等側壁向上投射以延伸在一拋光液體傳輸臂的一頂部上的耳片，以將該主體可移除地固定至該拋光液體傳輸臂；及一插件，可移除地固定至該主體，該插件具有一面向臂的表面，經塑形以從該拋光液體傳輸臂引導一清潔流體回到該拋光液體傳輸臂的一包體的一內部表面。
- 如請求項12所述之拋光液體傳輸臂清潔工具，其中該面向臂的表面具有複數個凹陷，以引導該清潔流體。
- 如請求項13所述之拋光液體傳輸臂清潔工具，其中該複數個凹陷包含平行延伸且平行於該主體的側壁延伸的兩個半圓形槽。
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