TWI892501B - 用於清潔墊調節器頭的工具及方法 - Google Patents

Abstract

一種墊調節器頭清潔工具，具有第一夾具，配置成在第一位置處可移除地接合海綿的第一部分抵靠盤狀墊調節器頭的外部表面；第二夾具，配置成在第二位置處可移除地接合海綿的第二部分抵靠盤狀墊調節器頭的外部表面；及臂，將第一夾具耦合至第二夾具。臂足夠彈性以准許第一夾具及第二夾具分開，以配接在盤狀墊調節器頭四周，且足夠拉伸以向內偏移第一夾具及第二夾具，以按壓海綿抵靠墊調節器頭的外部表面。

Description

用於清潔墊調節器頭的工具及方法

本揭露案關於化學機械拋光，且更具體而言，關於墊調節器的清潔。

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，平坦化導電填充層直到暴露圖案化層的頂部表面。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，光刻經常需要基板表面的平坦化。

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。

拋光系統通常包括具有調節器頭調節器系統，而保持具有研磨下部表面的調節器盤，以調節拋光墊。拋光墊的調節維持拋光表面一致的粗糙度，以確保晶圓至晶圓的均勻拋光條件。

在一個態樣中，一種墊調節器頭清潔工具，具有第一夾具、第二夾具及臂耦合件。第一夾具配置成在第一位置處可移除地接合海綿的第一部分抵靠盤狀墊調節器頭的外部表面。第二夾具配置成在第二位置處可移除地接合海綿的第二部分抵靠盤狀墊調節器頭的外部表面。臂將第一夾具耦合至第二夾具。臂足夠彈性以准許第一夾具及第二夾具分開，以配接在盤狀墊調節器頭四周，且足夠拉伸以向內偏移第一夾具及第二夾具，以按壓海綿抵靠墊調節器頭的外部表面。

實例可包括一或更多以下特徵。

第一夾具及第二夾具可為弓形的。臂可為弓形的。當墊調節器頭清潔工具緊固至墊調節器頭時，第一夾具及第二夾具的弓形的中心可為調節器頭的中心。第一夾具可為單一件，且第二夾具可為單一件。第一夾具及第二夾具之各者可具有上部凸緣及下部凸緣，配置成容納調節器頭。第一夾具及第二夾具之各者的外側表面的一部分可為凹陷的。第一夾具、第二夾具及臂可為單一弓形主體，具有間隙在第一夾具及第二夾具之間。間隙配置成容納海綿。

工具可包括海綿。海綿可為乾式海綿。海綿可為濕式海綿。海綿可為盤狀的。

在另一態樣中，一種用於清潔墊調節器頭之方法，包括使得清潔工具的兩個夾持臂向內朝向盤狀墊調節 器頭，以按壓海綿抵靠盤狀墊調節器頭的外部表面；及在清潔工具及墊調節器頭之間建立相對運動，以將海綿擦拭抵靠墊調節器頭。

實例可選地包括但非限於一或更多以下優點。拋光品質可強化，例如，在拋光處理期間更少藉由從墊調節器脫離的從拋光漿料累積的乾燥的殘骸顆粒所建立的刮擦及缺陷。此外，歸因於缺陷削抹的晶圓的數量可降低。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產能且降低操作器時間，因為較少時間專注於墊調節器清潔處理。在清潔的不同模式之間切換(即，乾式清潔及濕式清潔)更簡單。清潔處理藉由調整與墊調節器的工具壓力接合而可迅速修改。而且，清潔處理藉由改變海綿類型及/或添加清潔流體而可迅速修改。

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。

10:基板

20:拋光系統

22:間隙

24:平台

26:護套

28:軸

30:拋光墊

32:驅動桿

34:臂

36:拋光液體

38:拋光表面

40:調節器系統

42:調節器頭

44:馬達

46:驅動桿

48:表面

50:調節器墊頭清潔工具

52:海綿保持器

54:海綿

56:夾具

58:上部顎

60:下部顎

62:框架

64:第一部分

66:第二部分

68:臂耦合件

70:載具頭

71:軸

72:支撐結構

74:驅動桿

76:馬達

78:凹槽

80:頂部表面

88:臂

90:孔洞

92:溝槽

94:周圍

96:中心

600:方法

602:步驟

604:步驟

606:步驟

608:步驟

第1A圖顯示墊調節器系統的概要剖面視圖，具有調節器頭接合化學機械拋光系統的拋光墊。

第1B圖顯示第1A圖的化學機械拋光系統的墊調節器清潔系統的概要剖面視圖，具有墊調節器頭在清潔位置處。

第2圖顯示第1B圖的墊調節器清潔系統的概要剖面視圖。

第3圖顯示第1B圖的墊調節器清潔系統的前立體圖。

第4圖顯示安裝在墊調節器系統的墊調節器清潔系統的前立體圖，具有墊調節器系統從第1圖的化學機械拋光系統脫離。

第5A圖顯示第1B圖的第一海綿的前視圖。

第5B圖顯示第1B圖的第二海綿的前視圖。

第6圖顯示清潔墊調節器之方法。

類似的元件符號及代號在各個圖式中代表類似的元件。

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。拋光系統通常包括調節器系統，而具有調節器頭及具有研磨下部表面的調節器盤，以調節拋光墊。

隨著平台及拋光墊旋轉，拋光液體可離心分散於拋光墊。儘管某些拋光液體將流動離開拋光墊且可在池盆中收集，某些拋光液體可噴濺至調節器頭上。若發生此事，拋光液體可例如藉由凝結或單純乾燥在調節器頭上形成更大顆粒。隨著時間在拋光墊上乾燥的或凝結的拋光液體的累積具有多重有害影響。舉例而言，更大的顆粒可驅逐且返回至拋光表面，因此建立刮擦及缺陷的危險。大量的非生產時間需要以清潔調節器頭及調節器盤，以避免乾燥的拋光液體的累積。

可輕易附接至調節器頭且無須裝備拆卸的調節器頭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，在其上座落拋光墊30。拋光系統20亦可包括環繞可旋轉平台24的平台護套26，且藉由環狀間隙22從平台24分開。可旋轉平台24可操作以在軸28四周旋轉。舉例而言，馬達44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28四周旋轉，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。

拋光系統20亦可包括調節器系統40，具有可旋轉調節器頭42，而例如在可移除調節盤上可包括研磨下部表面，以調節主拋光墊30的拋光表面38。調節器系統40亦可 包括馬達44，以驅動調節器頭42，及將馬達44連接至調節器頭42的驅動桿46。調節器系統40亦可包括致動器，配置成橫跨拋光墊30橫向掃掠調節器頭42。調節器系統40亦可包括臂88，以旋轉墊調節器頭42，以橫向移動至及離開拋光墊30。在平台護套26中可形成缺口或切口22，以如第4圖中所顯示准許調節器頭42橫向移動離開拋光墊30。

儘管某些拋光液體36將流動離開拋光墊30且可在拋光系統20下方收集，在拋光墊30上的某些拋光液體36可堅守至調節器頭42。此外，拋光墊30的調節可從拋光墊30驅逐拋光殘骸，且此殘骸亦可堅守至調節器頭42。在任一情況中，於載具頭70上的拋光液體36可能乾燥且在調節墊頭42上進一步積累。

第1B圖顯示安裝在拋光系統20的調節器頭42上的調節器墊頭清潔工具50。調節器墊頭清潔工具50包括海綿保持器52及海綿54。如第2圖中所顯示，海綿保持器52偏移海綿54抵靠墊調節器頭42的一或更多表面，例如頂部表面48a或側表面48b，以清潔墊調節器頭42。

參照第5A及5B圖，海綿54可為盤狀的。海綿54可具有延伸穿過海綿的主體且定位於海綿的中心96處的孔洞90。孔洞90經尺寸設計以容納將馬達44連接至調節器頭42的驅動桿46的直徑。溝槽92從海綿54的周圍94延伸至空處。溝槽92允許海綿54放置於墊調節器頭42四周。

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。乾式海綿可用於削抹(scraping)。參照第5A圖，乾式海綿可具有鬆餅狀表面紋路以增強削抹。濕式海綿具有流體添加至海綿。如第5B圖中所顯示，濕式海綿可用以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，或施加化學物至墊調節頭42。舉例而言，去離子水、異丙醇或氫氧化鉀可施加至海綿。

參照第2-4圖，海綿保持器52包括兩個夾具56a及56b。各個夾具56具有上部顎58及下部顎60。框架62連接上部顎58及下部顎60。第一夾具56a具有藉由框架62a連接的上部顎58a及下部顎60a，配置成接合海綿54的第一部分64抵靠調節器頭42。第二夾具56b具有藉由框架62b連接的上部顎58b及下部顎60b，配置成接合海綿54的第二部分66抵靠調節器頭42。上部顎58a及下部顎60a例如可分開分布以鉸接附接至調節器頭42。

兩個夾具56a及56b為弓形的，即，從頂部視圖。上部顎58及下部顎60的外部表面可具有凹槽78形成於頂部表面80中。第一夾具56a具有凹槽78a的頂部表面80。第二夾具56b具有凹槽78b的頂部表面80。凹槽78a及78b 配置成增強操作器在夾具56a及56b上的保持。夾具56a、56b的底部表面82亦可具有凹槽78。

上部顎58及下部顎60的內部表面可為平坦的，例如在第2圖中所顯示，或凸的，例如在第3圖中所顯示。

在第3圖中所顯示，夾具56a及56b藉由臂耦合件68連接。耦合臂可為弓形體。臂耦合件68足夠彈性以准許第一夾具56a及第二夾具56b張開夾具56a及56b以配接於墊調節器頭42四周，且足夠拉伸以向內偏移第一夾具56a及第二夾具56b，以接合墊調節器頭42的外部表面48。若海綿沿著外部表面48延伸，則第一夾具56a及第二夾具56b可向內按壓海綿54抵靠調節器頭42的外部表面48。第一夾具56及第二夾具56b藉由臂耦合件68安排，使得當墊調節器頭清潔工具50緊固至墊調節器頭42時，第一夾具及第二夾具的弓形的中心為調節器頭42的中心。第一夾具56b、第二夾具56b及臂耦合件68可為單一件。各個夾具具有上部凸緣及下部凸緣，配置成容納調節器頭。

海綿54藉由海綿保持器52保持，使得海綿54的外部表面按壓抵靠墊調節器頭42的至少一個表面48。在操作中，海綿保持器52及海綿54可例如藉由操作器在軸86的四周旋轉，同時墊調節器頭42維持靜止。在某些實例中，海綿保持器52及海綿54以順時針及逆時針方向交替旋轉。或者，墊調節器頭42可例如藉由驅動桿的旋轉在軸86四周旋轉，同時操作器保持海綿保持器52及海綿54靜止。 在任一情況中，海綿保持器52保持海綿54與墊調節器頭42接觸，且相對運動擦拭或削抹掉拋光液體36的累積。

海綿保持器可以彈性塑膠製成。舉例而言，海綿保持器可為鋼、鋁、高密度聚乙烯或複合物。

第6圖顯示以墊調節器頭清潔工具清潔墊調節頭之方法600。在602處，海綿安裝於墊調節器頭清潔工具的間隙中。或者，海綿可直接放置於墊調節器頭上。在604處，清潔工具安裝於調節器頭上。安裝墊調節器頭清潔工具可包括將第一夾具及第二夾具張開，移動清潔工具以環繞調節器頭(及海綿)，且釋放第一夾具以保持海綿抵靠調節器頭。例如藉由操作器施加壓力至夾具的外側，而可進一步迫使海綿與墊調節器頭接觸。在606處，海綿削抹墊調節器頭。海綿與墊調節器頭接觸，削抹墊調節器頭可包括旋轉墊調節器頭及/或旋轉墊調節器頭工具。在某些實例中，削抹包括以順時針-逆時針運動交換方向。墊調節器頭可以乾式海綿削抹。濕式海綿可以清潔溶液濕潤。墊調節器頭可接著以濕式海綿削抹。在608處，從墊調節器頭移除墊調節器頭清潔工具。

已說明數個實施例。然而，將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:間隙

24:平台

26:護套

28:軸

30:拋光墊

32:驅動桿

34:臂

36:拋光液體

38:拋光表面

40:調節器系統

42:調節器頭

44:馬達

46:驅動桿

50:調節器墊頭清潔工具

52:海綿保持器

54:海綿

70:載具頭

71:軸

72:支撐結構

74:驅動桿

76:馬達

80:頂部表面

88:臂

Claims (9)

1. 一種墊調節器頭清潔工具，包含： 一弓形第一夾具，該弓形第一夾具在一軸四周彎曲且配置成在一第一位置處可移除地接合一海綿的一第一部分抵靠一盤狀墊調節器頭的一外部表面； 一弓形第二夾具，該弓形第二夾具在該軸四周彎曲且配置成在一第一位置處可移除地接合該海綿的一第二部分抵靠該盤狀墊調節器頭的該外部表面； 一臂耦合件，該臂耦合件將該第一夾具連接至該第二夾具，使得第一夾具及該第二夾具沿著該軸豎直地對準，其中該臂耦合件為弓形的，且其中該臂耦合件足夠彈性以准許該第一夾具及該第二夾具以垂直於該軸的一方向張開而分開，以配接在該盤狀墊調節器頭四周，且足夠拉伸以向內偏移該第一夾具及該第二夾具，以按壓該海綿抵靠一墊調節器頭的一外部表面。
2. 如請求項1所述之清潔工具，其中該清潔工具形成一C的形狀，而具有該弓形第一夾具形成該C的形狀的一端，及該弓形第二夾具形成該C的形狀的一相對端。
3. 如請求項1所述之清潔工具，其中當該墊調節器頭清潔工具緊固至該墊調節器頭時，該弓形第一夾具及該弓形第二夾具的弧形的一中心為該調節器頭的一中心。
4. 如請求項1所述之清潔工具，其中該第一夾具及該第二夾具之各者具有一向內延伸的上部凸緣及一向內延伸的下部凸緣，配置成分別配接在該調節器頭的一上部表面及下部表面。
5. 如請求項4所述之清潔工具，其中該第一夾具及該第二夾具之各者的一外側表面的一部分為凹陷的。
6. 如請求項4所述之清潔工具，其中各個上部凸緣及各個下部凸緣的內部表面為平坦的。
7. 如請求項4所述之清潔工具，其中各個上部凸緣及各個下部凸緣的內部表面為凸的。
8. 如請求項1所述之清潔工具，其中該第一夾具為一單一件（unitary piece），且該第二夾具為一單一件。
9. 如請求項1所述之清潔工具，其中該第一夾具、該第二夾具及該臂耦合件為一單一弓形主體，而在該第一夾具及該第二夾具之間具有一間隙，該間隙配置成容納該海綿。