[發明專利]自我清潔并可調節的漿料傳送臂

有效

• 申請號: 200980142890.7
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102203918A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發明（設計）人: 加米爾·S·萊斯頓;阿比吉特·Y·德賽;道格拉斯·R·邁克里斯特
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明的實施例涉及用于研磨襯底的設備和方法，尤其是漿料分配器和清洗臂及其方法。

背景技術

通常通過在襯底上沉積導電、半導電或絕緣層以形成集成電路。在沉積每一層后，蝕刻該層以產生電路特征。因為連續沉積和蝕刻一系列層，所以襯底最上面的暴露表面可能成為非平面的并需要平坦化。當在襯底上形成的層的厚度因為形成在襯底上的電路的幾何不均勻而在襯底表面處變化時，產生這種非平面表面。在有多個圖案化的基礎層的應用中，高峰和低谷之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)是一種平坦化制程，其涉及以含有研磨成分的化學漿料對可旋轉研磨墊進行潤濕，并且利用該潤濕的墊對襯底前表面進行機械研磨。該墊是安裝在可旋轉平臺上的，并且可旋轉襯底承載件被用來對襯底背面施加向下壓力。在研磨期間，通過漿料分配臂將漿料分配到墊上。在承載件和墊之間的力以及它們之間的相對旋轉與漿料的機械和化學效應結合用來研磨襯底表面。

圖1描述了CMP系統10，其中襯底38被承載件頭46保持，該承載件頭46繞襯底38的中心軸旋轉。在接觸由承載件頭46所保持的旋轉襯底38的底部表面時，圓形研磨墊40旋轉。旋轉襯底38在離開研磨墊40中心的區域中接觸該旋轉研磨墊40。經由供應線14和16，設置在研磨墊40的表面上的漿料傳遞臂15在研磨墊40上分配漿料17(例如包括研磨料和至少一種化學反應劑)。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襯底的表面上的層并磨除或拋光選定層。漿料中的反應劑與襯底表面的膜作用，以利于研磨。研磨墊、磨粒和反應劑與襯底表面的作用導致期望層的受控研磨。

在CMP中遇到的一個問題是被傳遞到研磨墊的漿料可能凝固，且與從襯底移除的物質一同堵塞墊上的凹槽或其它特征，從而減少后續研磨步驟的效果并且增加缺陷的可能性。因此，清洗臂已被結合到一些CMP系統中來向研磨墊提供水或清洗溶液，以利于從研磨墊的凹槽清洗凝結的漿料和其它材料。

然而，CMP系統遇到幾個缺點。首先，漿料傳遞線經常被線內的濃縮漿料堵塞。此外，清洗臂通常是在墊上的固定位置，因此一次只能分配給一個位置。此外，清洗臂必須設置在墊的中心，以將清洗劑傳遞到研磨墊的該部分。根據襯底承載件頭的相對于研磨墊的位置，可能無法完成研磨墊的中央部分的清洗，除非從墊移開襯底承載件頭并且停止研磨步驟。

因此，存在提供漿料傳遞和清洗系統的需要，其能夠自行清潔而且能夠在整個研磨墊表面上可調節地傳遞漿料劑和清洗劑，而不必設置在整個研磨墊上。

發明內容

本發明的實施例，提供了一種用于化學機械研磨(CMP)設備的漿料傳遞和清洗系統，其能夠自行清洗而且可以在整個研磨墊表面上可調節地傳遞漿料劑和清洗劑而不必設置在整個研磨墊上。在一個實施例中，提供一種用于傳遞流體的設備，其包括傳遞臂，其可旋轉地連接到基座并且從該基座沿徑向延伸；至少一個漿料傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；至少一個清洗劑傳遞線，其至少部分沿著該傳遞臂的長度延伸；以及設置在傳遞臂上的鉸鏈組件。

該設備還可以包含至少一個噴嘴，其設置在傳遞臂下方并連接到至少一個清洗劑傳遞線。至少一個噴嘴可以以離開所述傳遞臂的水平面的垂直角度安裝。該噴嘴的尖端可以具有相對于所述傳遞臂的水平面在約30°到約60°的范圍內的角度。在一個示例中，每一噴嘴的尖端可以具有約45°的角度。在一些示例中，該歧管和/或噴嘴是由含氟聚合物材料制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。

在另一個實施例中，提供一種用來將流體傳遞到表面的設備，包括：流體傳遞臂的固定部分，其在一端由基座支撐；至少一個清洗劑傳遞線，其沿著該流體傳遞臂的長度的至少一部分設置；至少一個漿料傳遞線，其至少部分沿著該流體傳遞臂的長度的一部分設置；以及該流體傳遞臂的可調節部分，其由鉸鏈連接至該固定部分。該鉸鏈還包括：柱塞，用來固定該傳遞臂的預定位置；止擋件，用來防止該傳遞臂的過度轉動；以及鉸鏈銷，用來將該傳遞臂的可調節部分的固定塊連接到該傳遞臂的固定部分的鉸鏈塊。另外，鉸鏈可以進一步包括：固定塊，其連接到可調節部分；鉸鏈塊，其連接到該固定部分；以及鉸鏈銷，其中該鉸鏈銷將該可調節部分的固定塊連接到該固定部分的鉸鏈塊。鉸鏈可以具有鎖定機構(例如鉗)，以將傳遞臂固定到特定位置。該固定部分可以包括：可旋轉軸，其連接到基座；至少一個間隔塊，其延伸固定部分的長度；至少一個第一閥門，其與該至少一個清洗劑傳遞線一起使用；以及第一蓋，其覆蓋至少一個第一閥門。