[發明專利]對于利用用于化學機械拋光的晶片及晶片邊緣/斜角清潔模塊的盤/墊清潔的設計

有效

• 申請號: 201480023143.2
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN105164793B
• 公開（公告）日: 2018-01-02
• 發明（設計）人: H·陳;S-H·高
• 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: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 黃嵩泉

背景

技術領域

本發明的實現涉及用于在化學機械平面化(CMP)之后清潔基板的方法及裝置。

相關技術描述

在制造現代半導體集成電路(IC)的工藝中，在沉積后續層之前往往需要平面化表面以確保光致抗蝕劑掩模的準確形成并維持堆疊公差。一種用于在IC制造期間平面化層的方法是化學機械平面化(CMP)。一般而言，CMP涉及在拋光頭中保持的基板相對于拋光材料的相對運動，以從基板移除表面不規則性。在CMP工藝中，利用可含有研磨劑或化學拋光組成中的至少一者的拋光液來弄濕拋光材料。可電輔助此工藝，以用電化學方法平面化基板上的導電材料。

平面化硬材料(諸如，氧化物)通常要求拋光液或拋光材料本身包括研磨劑。因為研磨劑往往粘附或變得部分地嵌入正被拋光的材料的層中，所以在磨光模塊上處理基板以從經拋光的層移除研磨劑。該磨光模塊通過在存在去離子水或化學溶液的情況下相對于磨光材料移動仍保持在拋光頭中的基板來移除在CMP工藝期間所使用的研磨劑及拋光液。除了所利用的拋光液以及于其上處理基板的材料之外，磨光模塊與CMP模塊基本上相同。

一旦磨光，便將基板傳送至一系列清潔模塊，這些清潔模塊在平面化及磨光工藝之后粘附至基板的任意余留的研磨粒子及/或其他污染物可在基板上硬化且產生缺陷之前進一步移除這些研磨粒子及/或其他污染物。清潔模塊可包括(例如)兆聲清潔器、一個或多個洗滌器，以及干燥器。以垂直取向支撐基板的清潔模塊是尤其有利的，因為這些清潔模塊還利用重力來增強在清潔工藝期間粒子的移除，并且通常亦是更緊湊的。

盡管現有CMP工藝已被證實是穩健且可靠的系統，但系統設備的配置需要磨光模塊利用可替代地被用于附加的CMP模塊的關鍵空間。然而，某些拋光液(例如，使用氧化鈰的這些拋光液)尤其難以移除且通常需要在將基板傳送至清潔模塊之前在磨光模塊中處理該基板，因為常規的清潔模塊未曾證明能夠從尚未在清潔之前進行磨光的氧化物表面令人滿意地移除研磨粒子。

因此，在本領域中需要改進的CMP工藝及清潔模塊。

發明內容

本發明的實現涉及用于在化學機械平面化(CMP)之后清潔基板的方法及裝置。在一種實現中，提供一種粒子清潔模塊。該粒子清潔模塊包括：外殼；基板保持器，該基板保持器設置在外殼中，該基板保持器被配置成以基本上垂直的取向保持基板，該基板保持器可在第一軸線上旋轉；第一墊保持器，該第一墊保持器設置在外殼中，該第一墊保持器具有以平行且間隔開的關系面向基板保持器的墊保持表面，該第一墊保持器可在可平行于第一軸線旋轉的第二軸線上旋轉；第一致動器，該第一致動器可操作以相對于基板保持器移動第一墊保持器以改變在第一軸線與第二軸線之間所限定的距離；以及第二墊保持器，該第二墊保持器設置在外殼中，該第二墊保持器具有以平行且間隔開的關系面向基板保持器的墊保持表面，該第二墊保持器可在與第一軸線及第二軸線平行的第三軸線上旋轉。

在一種實現中，提供一種粒子清潔模塊。該粒子清潔模塊包括：外殼；基板保持器，該基板保持器設置在外殼中；第一墊保持器，該第一墊保持器設置在外殼中；第二墊保持器，該第二墊保持器設置在外殼中；以及旋轉臂組件。該基板保持器被配置成以基本上垂直的取向保持基板并且該基板保持器可在第一軸線上旋轉。該第一墊保持器具有以平行且間隔開的關系面向基板保持器的墊保持表面，該第一墊保持器可在可平行于第一軸線旋轉的第二軸線上旋轉。第一致動器可操作以相對于基板保持器移動第一墊保持器以改變在第一軸線與第二軸線之間所限定的距離。該第二墊保持器具有以平行且間隔開的關系面向基板保持器的墊保持表面，該第二墊保持器可在與第一軸線及第二軸線平行的第三軸線上旋轉。該旋轉臂組件包括旋轉臂及橫向致動器機構，該旋轉臂與第二墊保持器耦接且可操作以用于跨基板的表面掃掠第二墊保持器，該橫向致動器機構用于朝向基板移動該旋轉臂。