[發明專利]CMP墊清潔裝置

有效

• 申請號: 201210208914.8
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN103252721A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 吳健立;李柏毅;黃循康;楊棋銘;林進祥
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本發明涉及半導體制造，具體而言，涉及一種化學機械拋光工具及其清潔方法。

背景技術

采用復雜的制造工藝堆疊形成多個不同層來構建集成芯片。許多層采用光刻進行圖案化，在光刻工藝中將感光光刻膠材料選擇性地曝光。例如，光刻用于限定堆疊形成的后段金屬化層。為了確保形成具有良好的結構定義的金屬化層，必須對圖案化光進行適當地聚焦。為了適當地聚焦圖案化光，工件必須是基本上平面的從而避免聚焦深度問題。

化學機械拋光(CMP)是普遍使用的工藝，通過該工藝使用化學力和物理力來全面平坦化半導體工件。平坦化使工件準備好形成后續層。典型的CMP工具包括被拋光墊覆蓋的旋轉滾筒。漿料分布系統被配置成向拋光墊提供具有化學成分和研磨性成分的拋光混合物。然后使工件接觸到旋轉拋光墊以平坦化工件。

發明內容

為了解決上述技術問題，一方面，本發明提供了一種化學機械拋光(CMP)工具，包括：工件載具，被配置成容納工件；拋光墊，位于被配置成繞著旋轉軸旋轉的滾筒上；以及修整墊，被配置成修整所述拋光墊的表面以改善拋光性能；兩相清潔元件，位于所述修整墊的下游和所述工件載具的上游，所述兩相清潔元件包括：被配置成從所述拋光墊的表面去除缺陷的第一清潔元件以及被配置成從所述拋光墊的表面去除殘留物的第二清潔元件。

所述的CMP工具還包括：第一流體源，通過第一導管連接至所述第一清潔元件并且被配置成向所述第一清潔元件提供第一流體。

在所述的CMP工具中，所述第一清潔元件包括扇型噴嘴布局，所述扇型噴嘴布局在所述拋光墊的表面上方提供均勻的能量分布。

在所述的CMP工具中，所述第一清潔元件包括兆頻超聲波清潔噴射件，所述兆頻超聲波清潔噴射件包括：兆頻超聲波能量源，被配置成將兆頻超聲波能量傳送至所述第一流體；以及多個噴嘴，被配置成對所述拋光墊的表面施加所述第一流體，其中，所述第一流體利用兆頻超聲波能量來移出嵌入所述拋光墊的表面中的顆粒。

在所述的CMP工具中，所述兆頻超聲波能量源包括被配置成在約200kHz至約2000kHz的頻率范圍內振蕩的壓電式換能器。

所述的CMP工具還包括：第二流體源，通過第二導管連接至所述第二清潔元件并且被配置成向所述第二清潔元件提供第二流體；以及第三流體源，通過第三導管連接至所述第二清潔元件并且被配置成向所述第二清潔元件提供第三流體。

在所述的CMP工具中，所述第二清潔元件包括高壓流體噴射件，所述高壓流體噴射件包括多個噴嘴，所述多個噴嘴被配置成向所述拋光墊施加包含所述第二流體和所述第三流體的混合物的雙流體霧。

在所述的CMP工具中，所述第二流體包含去離子水，并且所述第三流體包含氮氣。

在所述的CMP工具中，所述雙流體霧包含約90psi的壓力。

在所述的CMP工具中，所述修整墊包括面向所述拋光墊的表面的金剛石磨粒修整墊。

另一方面，本發明還提供了一種化學機械拋光(CMP)工具，包括：工件載具，被配置成容納半導體工件；拋光墊，位于被配置成繞著旋轉軸旋轉的滾筒上；修整元件，包括面向所述拋光墊的頂面并且被配置成修整所述拋光墊的頂面以改善機械拋光性能的金剛石磨粒修整墊；兆頻超聲波清潔元件，被配置成從所述拋光墊去除缺陷；以及高壓流體噴射件，被配置成向所述拋光墊的表面施加高壓雙流體霧以去除殘留物。

在所述的CMP工具中，所述兆頻超聲波清潔元件包括以扇型噴嘴布局的多個噴嘴，所述扇型噴嘴布局在所述拋光墊的表面上方提供均勻分布的兆頻超聲波能量。

所述的CMP工具還包括：第一流體源，通過第一導管連接至所述兆頻超聲波清潔元件并且被配置成向所述兆頻超聲波清潔元件提供第一流體。

所述的CMP工具還包括：第二流體源，通過第二導管連接至所述高壓流體噴射件并且被配置成向所述高壓流體噴射件提供第二流體；以及第三流體源，通過第三導管連接至所述高壓流體噴射件并且被配置成向所述高壓流體噴射件提供第三流體。

所述的CMP工具，其中，所述第一流體源和所述第二流體源包含同一流體源，所述同一流體源被配置成向所述兆頻超聲波清潔元件和所述高壓流體噴射件提供去離子水；以及其中，所述第三流體包含氮氣。

又一方面，一種用于清潔化學機械拋光墊的方法，包括：