專利名稱：Cmp墊清潔裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造，具體而言，涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光工具及其清潔方法。
背景技術(shù)：
采用復(fù)雜的制造工藝堆疊形成多個不同層來構(gòu)建集成芯片。許多層采用光刻進(jìn)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(jié)構(gòu)定義的金屬化層，必須對圖案化光進(jìn)行適當(dāng)?shù)鼐劢?。為了適當(dāng)?shù)鼐劢箞D案化光，工件必須是基本上平面的從而避免聚焦深度問題?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)是普遍使用的工藝，通過該工藝使用化學(xué)力和物理力來全面平坦化半導(dǎo)體工件。平坦化使工件準(zhǔn)備好形成后續(xù)層。典型的CMP工具包括被拋光墊覆蓋的旋轉(zhuǎn)滾筒。漿料分布系統(tǒng)被配置成向拋光墊提供具有化學(xué)成分和研磨性成分的拋光混合物。然后使工件接觸到旋轉(zhuǎn)拋光墊以平坦化工件。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)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(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)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(dǎo)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(nèi)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(dǎo)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(dǎo)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?dú)狻?br> 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(fā)明還提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具，包括:工件載具，被配置成容納半導(dǎo)體工件；拋光墊，位于被配置成繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)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(jī)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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?dú)?。又一方面，一種用于清潔化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法，包括:
使工件接觸到所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面以對所述工件實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光；操作墊修整元件以修整所述化學(xué)機(jī)械拋光墊；操作第一清潔元件以從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面移出缺陷；以及操作第二清潔元件以從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面去除殘留物。在所述的方法中，操作第一清潔元件以從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面移出缺陷包括:操作兆頻超聲波能量源以在第一流體內(nèi)形成腔；以及對所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面施加所述第一流體，使得所述腔將足夠的能量轉(zhuǎn)移到嵌入所述化學(xué)機(jī)械拋光墊中的顆粒，從而從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊中移出嵌入的副產(chǎn)物。在所述的方法中，操作第二清潔元件包括對所述拋光墊的表面施加雙流體霧，其中,所述雙流體霧包含去離子水和氮?dú)?。在所述的方法中，所述雙流體霧包含約90PSI的壓力。在所述的方法中，所述第一清潔元件包括以扇型噴嘴布局配置的多個噴嘴，所述扇型噴嘴布局在所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面上方提供均勻分布的兆頻超聲波能量。


圖1示出具有被配置成清潔CMP拋光墊的兩相清潔元件的化學(xué)機(jī)械拋光工具的一些實(shí)施例的俯視圖。圖2示出具有被配置成清潔CMP拋光墊的兩相清潔元件的化學(xué)機(jī)械拋光工具的一些實(shí)施例的側(cè)視圖。圖3示出如本文中公開的包括兩相射流清潔臂的兩相清潔元件的一些實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖4示出如本文中公開的包括兩相射流清潔臂的兩相清潔元件的一些實(shí)施例的俯視圖。圖5示出具有對CMP拋光墊進(jìn)行操作的兩相射流清潔臂的化學(xué)機(jī)械拋光工具的一些實(shí)施例的俯視圖。圖6是利用兩相清潔工藝改進(jìn)CMP拋光墊清潔方法的一些實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照

本文中的描述，在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)號通常用于表示相同的元件，并且其中對各個結(jié)構(gòu)不一定按比例繪制。在下面的描述中，出于解釋的目的，陳述了許多具體細(xì)節(jié)以便于理解。但是，對本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說，可以用其中較少程度的具體細(xì)節(jié)來實(shí)施本文中描述的一個或多個方面是顯而易見的。在其他情況中，在框圖中示出已知結(jié)構(gòu)和器件以便于理解。常規(guī)的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具使用由多孔材料制造的CMP拋光墊。在操作過程中，CMP工具的副產(chǎn)物可能嵌入多孔材料中。當(dāng)使多孔墊接觸到半導(dǎo)體工件時，嵌入的副產(chǎn)物可能刮傷工件，導(dǎo)致在集成芯片中產(chǎn)生缺陷。隨著在工件上應(yīng)用的最小部件尺寸減小，這些缺陷造成的半導(dǎo)體產(chǎn)量問題在不斷增加。例如，隨著時間的推移，漿料積累和CMP拋光墊的平滑化導(dǎo)致CMP工具達(dá)到的拋光速率和平面性降低。為了保持高度的平面性，許多現(xiàn)代CMP工具使用研磨修整墊(abrasiveconditioning pad)來修整CMP拋光墊。研磨修整墊通常包括金剛石磨粒并且連接至修整臂，當(dāng)修整臂旋轉(zhuǎn)時，其橫跨CMP拋光墊來回地運(yùn)動以修整拋光墊。當(dāng)工件尺寸增加，例如增加至300mm或者450mm時，使用較大的CMP拋光墊，需要修整工具來修整更大的區(qū)域。這可能會導(dǎo)致修整墊的金剛石磨粒折斷以及工件刮傷的增加。因此，本發(fā)明的一些方面提供了增強(qiáng)墊清潔從而防止化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝中的晶圓刮傷和污染的兩相墊清潔元件。在一些實(shí)施例中，兩相墊清潔元件包括被配置成相繼對位于金剛石修整墊的下游的一段CMP拋光墊進(jìn)行操作的第一清潔元件和第二清潔元件。第一清潔元件包括兆頻超聲波清潔噴射件，其被配置成利用空化能量移出嵌入CMP拋光墊中的副產(chǎn)物而不顯著損傷拋光墊的表面。第二清潔元件被配置成施加包含兩種流體的高壓霧從而從CMP拋光墊去除殘留物。通過使用兆頻超聲波清潔移出嵌入的顆粒，以及使用雙流體霧沖去殘留物(例如，包括移出的嵌入顆粒)，兩相墊清潔元件增強(qiáng)拋光墊清潔從而阻止CMP工藝中的晶圓刮傷和污染。圖1示出具有配置成清潔CMP拋光墊102的兩相清潔元件112的化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具100的一些實(shí)施例的俯視圖。CMP工具100包括拋光墊102，拋光墊102被配置成對半導(dǎo)體工件實(shí)施拋光。拋光墊102位于旋轉(zhuǎn)滾筒上，該旋轉(zhuǎn)滾筒在操作CMP工具100期間旋轉(zhuǎn)拋光墊102。供漿元件106被配置成在拋光墊102上沉積拋光混合物。一般而言，拋光混合物包含具有用于工件的機(jī)械拋光的研磨性顆粒的稀漿和一種或多種用于工件的化學(xué)拋光的化學(xué)物質(zhì)(例如，H202、NH40H等)。被配置成容納工件的工件載具104可通過操作使工件接觸到旋轉(zhuǎn)拋光墊102。通過使工件接觸到旋轉(zhuǎn)拋光墊102，實(shí)施工件的拋光。

當(dāng)滾筒旋轉(zhuǎn)時，墊修整元件被配置成修整拋光墊102。墊修整元件包括連接至修整臂110的修整墊108，其被配置成橫跨拋光墊102來回地運(yùn)動以修整拋光墊102。在一些實(shí)施例中，修整墊108包括具有附著于墊的多個金剛石的金剛石磨粒修整墊。金剛石作為砂紙用于使拋光墊102的表面粗糙，從而改善機(jī)械拋光性能。CMP工具100還包括兩相清潔元件112，其被配置成清潔拋光墊102。兩相清潔元件112包括第一清潔元件114和第二清潔元件116，它們被配置成相繼對一段拋光墊102進(jìn)行操作以從拋光墊102去除副產(chǎn)物。兩相清潔元件112被配置成使用不同的清潔技術(shù)來實(shí)施拋光墊102的兩步清潔。第一清潔元件114被配置成通過移出諸如嵌入拋光墊102中的CMP工具100的副產(chǎn)物(例如，包括從修整墊108脫落的金剛石顆粒)的缺陷來實(shí)施清潔，而第二清潔元件116被配置成從拋光墊102的表面去除殘留物(例如，包括被移出的嵌入副產(chǎn)物)。在一些實(shí)施例中，沿著拋光墊102的旋轉(zhuǎn)路徑在修整墊108的下游以及工件載具104的上游的位置設(shè)置兩相清潔元件112。例如，當(dāng)拋光墊102旋轉(zhuǎn)時，拋光墊102上的點(diǎn)經(jīng)過修整墊108，然后經(jīng)過兩相清潔元件112，然后經(jīng)過工件載具104。將兩相清潔元件112定位在修整墊108和工件載具104之間容許兩相清潔元件112在對工件載具104進(jìn)行操作以拋光工件之前去除嵌入拋光墊102中的修整墊108的任何副產(chǎn)物，從而減少工件中的刮傷。在一些實(shí)施例中，將第一清潔元件114和第二清潔元件116連接至清潔流體源118。清潔流體源118被配置成向第一清潔元件114和第二清潔元件116提供一種或多種清潔流體(例如，液體和/或氣體)。在一些實(shí)施例中，向第一清潔元件114和第二清潔元件116提供的一種或多種清潔流體是相同的。在其它實(shí)施例中，向第一清潔元件114和第二清潔元件116提供的(一種或多種)清潔流體是不同的。圖2示出具有被配置成清潔CMP拋光墊102的兩相清潔元件112的CMP工具200的一些實(shí)施例的側(cè)視圖。CMP工具200包括·位于旋轉(zhuǎn)滾筒202上的拋光墊102，旋轉(zhuǎn)滾筒202被配置成繞著旋轉(zhuǎn)軸204旋轉(zhuǎn)。容納工件206的工件載具104設(shè)置在旋轉(zhuǎn)拋光墊102的上方。CMP工具200還包括墊修整元件208，其包括具有多個金剛石顆粒210的金剛石磨粒修整墊。多個金剛石顆粒210定位于沿著墊修整元件208面向拋光墊102的頂面的一側(cè)。在操作期間，墊修整元件208用下向力推動拋光墊102，使多個金剛石顆粒210接觸到拋光墊102。當(dāng)通過滾筒202旋轉(zhuǎn)拋光墊102時，金剛石顆粒210使拋光墊102的表面粗糙以實(shí)現(xiàn)改善的機(jī)械拋光。兩相清潔元件112位于修整墊108的下游，并且被配置成在對工件載具104進(jìn)行操作以使工件206接觸到拋光墊102之前去除嵌入拋光墊102中的副產(chǎn)物顆粒。通過去除工件載具104上游的副產(chǎn)物，減少了工件206中的刮傷。在一些實(shí)施例中，第一清潔元件114被配置成利用空化能量來移出嵌入拋光墊102中的副產(chǎn)物顆粒，而第二清潔元件116被配置成用一種或多種流體來沖擊拋光墊的表面從而從拋光墊102去除拋光工藝和/或第一清潔元件114的殘留物。例如，在修整拋光墊金剛石期間，副產(chǎn)物212可能從修整墊108脫落并且嵌入到拋光墊102的多孔材料中。第一清潔元件114被配置成通過空化能量從拋光墊102移出嵌入的金剛石副產(chǎn)物212。隨后第二清潔元件116被配置成用一種或多種流體沖擊拋光墊102以從拋光墊102的表面去除移出的金剛石副產(chǎn)物212。圖3示出如本文中所公開的包括兩相射流清潔臂300的兩相清潔元件的一些示例性實(shí)施例的側(cè)視圖。射流清潔臂300包括第一清潔元件(包括聲波清潔元件302)和第二清潔元件(包括高壓流體噴射件312)。聲波清潔元件302被配置成在清潔流體內(nèi)形成腔310。當(dāng)腔310接觸到拋光墊102的表面時，它們釋放能量從拋光墊102的表面移出嵌入的副產(chǎn)物。在一些實(shí)施例中，在后續(xù)沉積到拋光墊102上的清潔流體中形成腔310。在這樣的實(shí)施例中，當(dāng)清潔流體位于聲波清潔元件302內(nèi)時，在清潔流體內(nèi)形成腔310。隨后通過被配置成在拋光墊102的表面上分散包含一個或多個腔310的液滴的多個噴嘴304，將腔310轉(zhuǎn)移到拋光墊102，如圖3所示。在其他實(shí)施例中，在與拋光墊102相接觸的液體中形成腔310。例如，在一些實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)頻率被配置成在位于拋光墊102的表面上的漿料殘留物內(nèi)形成腔310。在一些實(shí)施例中，聲波清潔元件302包括兆頻超聲波清潔噴射件，其被配置成通過使用兆頻超聲波空化能量從拋光墊移出嵌入的顆粒。兆頻超聲波空化能量以高于其他聲波清潔器(例如，兆頻超聲波清潔器)的頻率(例如，在約200kHz至約2000kHz或者更高的范圍內(nèi))運(yùn)轉(zhuǎn)。較高 的兆頻超聲波頻率導(dǎo)致形成小的、相對穩(wěn)定的腔310。小的、相對穩(wěn)定的腔310在潰滅時輸送少量能量，從而不會造成在較低(例如，兆頻超聲波)聲波清潔頻率下出現(xiàn)的空蝕損傷。此外，可以理解，兆頻超聲波清潔在從基底去除小顆粒方面比低頻率聲波清潔更有效。因此，公開的兆頻超聲波清潔噴射件從拋光墊102移出嵌入的顆粒而不顯著損傷拋光墊102的表面(例如，沒有減少拋光墊102的工作壽命)。在一些實(shí)施例中，兆頻超聲波清潔噴射件包括被配置成將兆頻超聲波能量傳送到清潔流體中的一個或多個兆頻超聲波能量源。在一些實(shí)施例中，兆頻超聲波能量源包括被配置成將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一個或多個換能器元件306(例如，一個或多個壓電式換能器)。換能器元件306被配置成在約200kHz至約2000kHz的頻率范圍內(nèi)振蕩，在清潔流體內(nèi)產(chǎn)生壓力波308。壓力波308在高壓波和低壓波之間交替變化，使得清潔流體通過高壓波壓縮而通過低壓波解壓。當(dāng)?shù)蛪翰ń鈮呵鍧嵙黧w時，在清潔流體內(nèi)形成腔310。當(dāng)腔310向內(nèi)破裂時，它們釋放出足夠大的能量來克服顆粒粘著力并且移出嵌入拋光墊102內(nèi)的研磨副產(chǎn)物。高壓流體噴射件312包括被配置成對拋光墊102施加高壓流體的多個噴嘴314。在一些實(shí)施例中，高壓流體噴射件312被配置成通過多個噴嘴314施加包含兩種流體的高壓霧(即，雙流體霧)。例如，雙流體霧可以包含液體(例如，去離子水)和氣體(例如，氮?dú)?N2))的混合物。通過混合液體和氣體,可以降低通過噴嘴314輸出的液滴的尺寸(例如，從50μπι降至ΙΟμπι)。此外，可以采用最高達(dá)約90 PSI的極高壓力對拋光施加液滴。圖4示出如本文中所公開的包含兩相射流清潔臂400的兩相清潔元件的一些實(shí)施例的俯視圖。兩相射流清潔臂400被配置成在拋光墊102上方延伸至距離d。在一些實(shí)施例中，距離d等于拋光墊102的半徑。如圖4中所示，聲波清潔元件302包括以扇型噴嘴布局配置的多個噴嘴。扇型噴嘴布局包括在三角形聲波清潔元件302上方均勻分布的多個噴嘴304，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)距拋光墊102的中心的徑向距離越大，用于分配清潔液的噴嘴越多。通過當(dāng)距拋光墊102的中心的徑向距離越大使用越多的噴嘴來分配清潔液，扇型噴嘴布局在拋光墊102上方提供均勻的能量分布。這是因?yàn)閽伖鈮|102經(jīng)過聲波清潔元件302時的速度隨著距拋光墊102的中心的徑向距離的增加而增加，導(dǎo)致不同的半徑利用不同的能量。高壓流體噴射件312包括條形噴嘴布局。條形噴嘴布局包括在條形高壓流體噴射件312上方呈線性分布的多個噴嘴304。條形噴嘴布局足以在拋光墊102的表面上方提供雙流體霧。圖5示出具有對CMP拋光墊102進(jìn)行操作的兩相射流清潔臂的CMP工具500的一些實(shí)施例的俯視圖。CMP工具500包括聲波清潔元件302，其通過第一導(dǎo)管504連接到第一流體源502。第一流體源502被配置成向通道506提供第一清潔流體，通道506在聲波清潔元件302的整個扇型噴嘴布局中延伸以向噴嘴提供第一清潔流體。高壓流體噴射件312通過第二導(dǎo)管510連接到第二流體源508以及通過第三導(dǎo)管514連接到第三流體源512。第二流體源508被配置成向高壓流體噴射件312的條形噴嘴內(nèi)的通道516提供第二流體，而第三流體源512被配置成向高壓流體噴射件312的條形噴嘴內(nèi)的通道516提供第三流體。高壓流體噴射件312被配置成輸出包含第一流體和第二流體的混合物的雙流體高壓霧。在一些實(shí)施例中，第一流體源502和第二流體源508包含相同的流體源518，使得聲波清潔元件302和高壓流體噴射件312接收相同的流體。例如，第一流體源502和第二流體源508可以包括被配置成向聲波清潔元件302和高壓流體噴射件312提供去離子水的流體源，而第二流體源508可以另外地向高壓流體噴射件312提供包含氮?dú)獾牧黧w。圖6示出利用兩相清潔工藝改進(jìn)CMP拋光墊清潔的方法600的一些實(shí)施例的流程圖。雖然在下面作為一系列的動作或事件示出和描述了本文中提供的方法600，但是可以理解，所示出的這些動作或事件的順序不應(yīng)被解釋成限制性的。例如，一些動作可以以不同的順序進(jìn)行和/或與除了本文中示出的和/或描述的其他動作或事件同時進(jìn)行。另外，并非示出的所有動作都是實(shí)施本說明書中的一個或多個方面或者實(shí)施例所必需的。此外，可以在一個或多個單獨(dú)的事件和/或階段中實(shí)施本文描述的一個或多個動作。在602中，實(shí)施半導(dǎo)體工件的化學(xué)機(jī)械拋光。在一些實(shí)施例中，通過向化學(xué)機(jī)械拋光墊提供拋光混合 物來實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光。拋光墊繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并且對工件載具進(jìn)行操作以使半導(dǎo)體工件接觸到旋轉(zhuǎn)拋光墊的表面。在604中，操作墊修整元件來修整拋光墊。在一些實(shí)施例中，墊修整元件包括具有金剛石磨粒的修整墊，當(dāng)修整墊繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，其越過整個拋光墊的表面。在606中，針對一段CMP拋光墊操作第一清潔元件以去除嵌入拋光墊中的副產(chǎn)物。在一些實(shí)施例中，副產(chǎn)物包括從修整墊脫落并且嵌入拋光墊中的金剛石顆粒。在一些實(shí)施例中，第一清潔元件被配置成利用空化能量對工件進(jìn)行操作以去除嵌入拋光墊中的副產(chǎn)物。例如，在一些實(shí)施例中，操作第一清潔元件包括操作兆頻超聲波能量源以在第一流體內(nèi)形成腔并且對拋光墊的表面施加第一流體，使得腔將足夠的能量轉(zhuǎn)移到嵌入拋光墊中的顆粒從而移出拋光墊的副產(chǎn)物。在608中，對一段CMP拋光墊操作第二清潔元件以從拋光墊去除殘留物。第二清潔元件被配置成在操作第一清潔元件用于一段拋光墊后對該段進(jìn)行操作。第二清潔元件清除CMP工藝的殘留物連同通過第一清潔元件從CMP拋光墊移出的副產(chǎn)物。在一些實(shí)施例中，第二清潔元件包括被配置成向工件提供高壓霧的高壓流體噴射件。雙流體霧可以包含具有液體(例如，去離子水)和氣體(例如，氮?dú)?的兩流體霧。雙流體霧可以包含約90PSI的壓力。因此，方法600防止嵌入CMP拋光墊內(nèi)的副產(chǎn)物在化學(xué)機(jī)械拋光工藝期間損傷工件?？梢岳斫?，在閱讀和/或理解本說明書和附圖的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以進(jìn)行等效改變和/或修改。本發(fā)明包括所有這些修改和改變并且通常預(yù)期不限于此。此夕卜，雖然可以僅就若干實(shí)施方案中的一個公開特定部件或者方面，但是這些部件或者方面可以與可以得到的其他實(shí)施方案的一個或多個其他部件和/或方面進(jìn)行組合。此外，就本文中使用的術(shù)語“包括”、“具有的”、“具有”、“帶有”、和/或其變體來說，這些術(shù)語預(yù)期是包括在內(nèi)的含義，同“包含” 一樣。而且，“示例性的”僅僅意味著是一個實(shí)例，而不是最好的。還可以理解，用相對于另一個的特定尺寸和/或方位示出本文中描述的部件、層和/或元件是為了簡明和易于理解 的目的，并且實(shí)際的尺寸和/或方位可以與本文中所示出的明顯不同。因此，本發(fā)明涉及增強(qiáng)了拋光墊清潔從而防止化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝中的晶圓刮傷和污染的兩相清潔元件。在一些實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具，其包括被配置成容納工件的工件載具。拋光墊位于被配置成繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的滾筒上。修整墊被配置成修整拋光墊的表面從而改善拋光性能。兩相清潔元件位于修整墊的下游和工件載具的上游。兩相清潔元件包括被配置成從拋光墊的表面去除缺陷的第一清潔元件和被配置成從拋光墊的表面去除殘留物的第二清潔元件。在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具。CMP工具包括被配置成容納半導(dǎo)體工件的工件載具。CMP工具還包括位于被配置成繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的滾筒上的拋光墊。CMP工具還包括修整元件，該修整元件包括面向拋光墊的頂面并且被配置成修整拋光墊的頂面以改善機(jī)械拋光性能的金剛石磨粒修整墊。CMP工具還包括被配置成從拋光墊去除缺陷的兆頻超聲波清潔元件以及被配置成對拋光墊的表面施加高壓雙流體霧以去除殘留物的高壓流體噴射件。在另一個實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于清潔化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法。該方法包括使工件接觸到化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面以對工件實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光。該方法還包括操作墊修整元件以修整化學(xué)機(jī)械拋光墊。該方法還包括操作第一清潔元件以從化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面移出缺陷以及操作第二清潔元件以從化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面去除殘留物。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)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(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)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 第一清潔元件，被配置成從所述拋光墊的表面去除缺陷；以及 第二清潔元件，被配置成從所述拋光墊的表面去除殘留物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CMP工具，還包括 第一流體源，通過第一導(dǎo)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。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMP工具，其中，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的CMP工具，其中，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。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的CMP工具，還包括 第二流體源，通過第二導(dǎo)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(dǎo)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。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的CMP工具，其中，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。
7.一種化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工具，包括 工件載具，被配置成容納半導(dǎo)體工件； 拋光墊，位于被配置成繞著旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)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(jī)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。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CMP工具，還包括 第一流體源，通過第一導(dǎo)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。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的CMP工具，還包括 第二流體源，通過第二導(dǎo)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(dǎo)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。
10. 一種用于清潔化學(xué)機(jī)械拋光墊的方法，包括 使工件接觸到所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面以對所述工件實(shí)施化學(xué)機(jī)械拋光； 操作墊修整元件以修整所述化學(xué)機(jī)械拋光墊； 操作第一清潔元件以從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面移出缺陷；以及 操作第二清潔元件以從所述化學(xué)機(jī)械拋光墊的表面去除殘留物。
全文摘要
本發(fā)明涉及增強(qiáng)拋光墊清潔從而防止化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝中的晶圓刮傷和污染的兩相清潔元件。在一些實(shí)施例中，兩相墊清潔元件包括被配置成相繼對一段CMP拋光墊進(jìn)行操作的第一清潔元件和第二清潔元件。第一清潔元件包括兆頻超聲波清潔噴射件，其被配置成利用空化能量移出嵌入CMP拋光墊中的顆粒而不損傷拋光墊的表面。第二清潔元件被配置成施加包含兩種流體的高壓霧以從CMP拋光墊去除副產(chǎn)物。通過使用兆頻超聲波清潔來移出嵌入的顆粒，以及使用雙流體霧來沖去副產(chǎn)物(例如，包括移出的嵌入顆粒)，兩相墊清潔元件增強(qiáng)了拋光墊清潔。本發(fā)明提供了CMP墊清潔裝置。
文檔編號B24B53/017GK103252721SQ20121020891
公開日2013年8月21日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者吳健立, 李柏毅, 黃循康, 楊棋銘, 林進(jìn)祥 申請人:臺灣積體電路制造股份有限公司