用于化學(xué)機(jī)械平坦化后的基板拋光預(yù)清潔的系統(tǒng)、方法和裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于化學(xué)機(jī)械平坦化后的基板拋光預(yù)清潔的系統(tǒng)、方法和裝置
[0001 ] 本申請(qǐng)要求于2013年10月25日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/895，527以及于2013年11月27日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61/909，973的優(yōu)先權(quán)，其中的每一項(xiàng)臨時(shí)專利申請(qǐng)都通過(guò)弓I用形式而整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例總體涉及包含化學(xué)機(jī)械平坦化(化學(xué)機(jī)械研磨，CMP)的電子器件制造，并且特別涉及用于CMP之后的基板拋光預(yù)清潔的方法與裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]在對(duì)基板執(zhí)行了化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝之后，典型地清潔基板以將不想要的碎肩與顆粒從此基板去除。例如，漿料、經(jīng)研磨的基板料或其他殘余物可能粘附至基板(包含此基板的邊緣斜角)。
[0004]在CMP之后，基板可經(jīng)沖洗，并且被轉(zhuǎn)移至清潔模塊(諸如，洗滌器刷箱、兆聲波槽等)以去除此類不想要的材料。然而，在CMP之后保留的一些顆粒與殘余物可能難以使用刷箱洗滌、兆聲波槽浸沒(méi)等常規(guī)的清潔方法來(lái)去除。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一些實(shí)施例中，提供一種用于清潔基板的裝置，所述裝置包含:(I)基板卡盤，經(jīng)配置以利用可接取的基板的前側(cè)來(lái)支撐所述基板；(2)拋光襯墊組件，經(jīng)配置以支撐拋光襯墊，所述拋光襯墊的直徑小于所述基板的直徑；以及(3)擺動(dòng)手臂，所述擺動(dòng)手臂耦接至所述拋光襯墊，并且經(jīng)配置以:沿所述基板的前側(cè)定位并旋轉(zhuǎn)所述拋光襯墊；以及控制在清潔期間由所述拋光襯墊抵靠所述基板的前側(cè)而施加的力的量。所述基板卡盤、所述拋光襯墊組件與所述擺動(dòng)手臂經(jīng)配置以拋光清潔所述基板。
[0006]在一些實(shí)施例中，提供一種用于在化學(xué)機(jī)械平坦化之后清潔基板的預(yù)清潔拋光模塊，所述預(yù)清潔拋光模塊包含:(I)槽；(2)基板卡盤，定位在所述槽內(nèi)且經(jīng)配置以利用可接取的基板的前側(cè)來(lái)支撐所述基板；(3)拋光襯墊組件，定位在所述槽內(nèi)且經(jīng)配置以支撐拋光襯墊，所述拋光襯墊的直徑小于所述基板的直徑；以及(4)擺動(dòng)手臂，所述擺動(dòng)手臂定位在所述槽內(nèi)，耦接至所述拋光襯墊組件，并且經(jīng)配置以:沿所述基板的前側(cè)定位并旋轉(zhuǎn)所述拋光襯墊組件；以及控制在清潔期間由所述拋光襯墊抵靠所述基板的前側(cè)而施加的力的量；以及(5)襯墊調(diào)整站，定位在所述槽內(nèi)，并且經(jīng)配置以執(zhí)行清潔所述拋光襯墊和調(diào)整所述拋光襯墊中的至少一項(xiàng)，所述襯墊調(diào)整站定位成使得所述擺動(dòng)手臂是可旋轉(zhuǎn)的以將所述拋光襯墊放置為鄰近所述襯墊調(diào)整站。所述基板卡盤、所述拋光襯墊組件與所述擺動(dòng)手臂經(jīng)配置以在化學(xué)機(jī)械平坦化工藝之后拋光清潔所述基板。
[0007]在一些實(shí)施例中，提供一種在基板拋光模塊中清潔基板的方法，所述方法包含以下步驟:(I)將基板裝載到所述拋光模塊中；(2)將所述基板固定至基板卡盤；(3)使用所述基板卡盤來(lái)旋轉(zhuǎn)所述基板；(4)在所述基板上方移動(dòng)擺動(dòng)手臂，所述擺動(dòng)手臂具有可旋轉(zhuǎn)的拋光襯墊；(5)旋轉(zhuǎn)所述拋光襯墊；(6)按壓所述拋光襯墊抵靠所述基板的前側(cè)；以及(7)使用所述擺動(dòng)手臂，跨所述基板的前側(cè)使所述旋轉(zhuǎn)的拋光襯墊掃過(guò)，從而清潔所述基板。
[0008]通過(guò)下述對(duì)示例實(shí)施例的詳細(xì)描述、所附權(quán)利要求書以及所附附圖，本發(fā)明的實(shí)施例的其他特征和方面將變得更加完整地清楚。
【附圖說(shuō)明】
[0009]在以下【具體實(shí)施方式】和所附附圖中公開本發(fā)明的各種實(shí)施例。
[0010]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例而提供的、用于預(yù)清潔拋光基板的示例預(yù)清潔拋光系統(tǒng)或“模塊”的主視圖。
[0011]圖1B與圖1C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、當(dāng)擺動(dòng)手臂在轉(zhuǎn)移操作期間和/或用于經(jīng)由保養(yǎng)艙口進(jìn)行保養(yǎng)而擺離基板時(shí)圖1A中的預(yù)清潔拋光模塊的主視圖。
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例而提供的圖1A的預(yù)清潔拋光模塊的部分?jǐn)嗝鎮(zhèn)纫晥D。
[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、示出耦接至擺動(dòng)手臂的化學(xué)物質(zhì)遞送機(jī)構(gòu)的示例實(shí)施例的、圖1A至圖1C的擺動(dòng)手臂的側(cè)視圖。
[0014]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例而提供的、耦接至拋光襯墊組件的圖1A至圖1C的擺動(dòng)手臂的部分橫斷面圖。
[0015]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、耦接至電機(jī)和拋光襯墊組件的風(fēng)箱的等距視圖。
[0016]圖5A與圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、圖4A的拋光頭帽蓋與彎曲板的等距底視圖。
[0017]圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、圖1A至圖1C的基板支撐件的等距視圖。
[0018]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例而提供的、圖1A至圖1C的襯墊調(diào)整站的主視圖。
[0019]圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例而提供的、與圖1A至圖1C的預(yù)清潔拋模塊的基板卡盤一起使用的載體膜的示意性圖示。
[0020]圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、在CMP之后預(yù)清潔拋光基板的示例方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，提供一種用于去除使用常規(guī)的刷洗滌、兆聲波清潔等可能難以去除的漿料、經(jīng)研磨的基板材料或其他殘余物。所述預(yù)清潔拋光模塊可允許對(duì)基板的任何區(qū)域(諸如，基板邊緣或斜角)的針對(duì)性的拋光清潔，所述基板邊緣或斜角可能難以在刷箱洗滌器或兆聲波槽內(nèi)清潔。
[0022]在一些實(shí)施例中，預(yù)清潔拋光模塊包含基板卡盤和拋光襯墊，所述基板卡盤用于在預(yù)清潔拋光期間固持基板，所述拋光襯墊耦接至擺動(dòng)手臂，所述擺動(dòng)手臂允許所述拋光襯墊在預(yù)清潔拋光期間跨所述基板的前表面擺動(dòng)。所述基板卡盤與所述拋光襯墊中的一者或兩者可以在拋光清潔期間旋轉(zhuǎn)。提供沖洗流體遞送機(jī)構(gòu)和/或化學(xué)物質(zhì)遞送機(jī)構(gòu)，以便(例如，在預(yù)清潔拋光之前、期間或之后)沖洗所述基板和/或?qū)⑶鍧嵒瘜W(xué)物質(zhì)遞送至所述基板。在一些實(shí)施例中，所述化學(xué)物質(zhì)遞送機(jī)構(gòu)可以耦接至所述擺動(dòng)手臂，并且可在預(yù)清潔拋光期間伴隨所述擺動(dòng)手臂一起行進(jìn)。
[0023]如本文中所使用，除非另外指定，否則術(shù)語(yǔ)“研磨”(“polish)旨在意味著導(dǎo)致基板的平坦化或薄化的、從基板上對(duì)材料的去除?？梢栽谑褂醚心ヒr墊的CMP工藝期間執(zhí)行研磨，以便將基板平坦化并薄化至終點(diǎn)(例如，特定的表面平滑度或?qū)雍穸?。
[0024]如本文中所使用，除非另外指定，否則術(shù)語(yǔ)“拋光”(“buff”)旨在意味著移除在無(wú)意間已經(jīng)粘著至基板上的殘余物或其他顆粒?？稍贑MP之后的期間，在使用拋光襯墊的預(yù)清潔拋光工藝期間執(zhí)行拋光?？梢詧?zhí)行預(yù)清潔拋光工藝，直到已經(jīng)達(dá)到表面顆粒的下限閾值或以其他方式預(yù)定義的閾值為止。與研磨相比，預(yù)清潔拋光是較不激進(jìn)的工藝，此較不激進(jìn)的工藝使用不旨在薄化基板而僅去除已經(jīng)粘著至或以其他方式附連至基板的碎肩或殘余物的較軟的拋光襯墊。
[0025]如本文中所使用，除非另外指定，否則術(shù)語(yǔ)“洗滌”(“scrub”)旨在意味著去除已經(jīng)累積在基板上但不需要顯著的力來(lái)去除的殘余物和顆粒?？梢栽陬A(yù)清潔拋光工藝之后，在清潔工藝期間執(zhí)行洗滌。示例清潔工藝包含刷洗或兆聲波清潔。與預(yù)清潔拋光相比，洗滌是較不激進(jìn)的工藝，所述較不激進(jìn)的工藝使用不旨在將顯著的壓力施加至基板的軟刷(例如，在洗滌器刷箱中)和/或兆聲波能量。
[0026]在CMP之后，典型地沖洗基板，并且直接將此基板轉(zhuǎn)移至清潔模塊(諸如，洗滌器刷箱、兆聲波槽等)。然而，在常規(guī)的刷箱或兆聲波槽內(nèi)，在CMP之后保留的一些粘著的顆粒和殘余物可能難以去除。因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供在CMP之后但在常規(guī)的洗滌基板清潔之前(和/或取代常規(guī)的洗滌基板清潔)提供“預(yù)清洗”基板的預(yù)清洗拋光系統(tǒng)、裝置和工藝。
[0027]與常規(guī)的清潔工藝相比，預(yù)清潔拋光工藝可采用較硬的拋光襯墊和/或化學(xué)輔助的清潔工藝，以便在常規(guī)的基板清潔之前清潔難以從基板上去除的顆粒和/或殘余物。例如，預(yù)清潔拋光工藝可以采用利用聚氨酯、硅酮、聚乙烯醇或具有適宜的清潔化學(xué)物質(zhì)(例如，酸溶液、基溶液、H202(過(guò)氧化氫)溶液等)的類似的拋光襯墊或刷來(lái)對(duì)基板表