水平磨光模块的制作方法

1.本文中描述的实施方式大体上涉及用于制造电子器件的设备，且更特定地，涉及一种可用于在半导体器件制造工艺中清洁基板表面的水平磨光(buffing)模块。


背景技术：

2.化学机械抛光(chemical mechanical polishing；cmp)通常用于高密度集成电路的制造中以将沉积在基板上的材料层平坦化或抛光。在典型的cmp工艺中，基板被保持在承载头中，该承载头在抛光流体存在的情况下朝向旋转抛光垫按压该基板的背侧。通过由抛光流体以及基板和抛光垫的相对运动提供的化学和机械活动的组合而在基板的与抛光垫接触的整个材料层表面上移除材料。典型地，在一个或多个cmp工艺完成之后，经抛光的基板进一步进行一个或多个cmp后基板处理操作。例如，可使用清洁、检查和测量操作中的一者或其组合对经抛光的基板进行进一步的处理。一旦cmp后操作完成，基板就可被送出cmp处理区域至下一个器件制造工艺，诸如光刻、蚀刻或沉积工艺。
3.为节约有价值的制造占地空间和减少劳动力成本，cmp系统通常包括：第一部分，例如前部，其包括cmp后清洁、检查、和/或cmp前或cmp后计量站中的一者或其组合；和第二部分，例如背部，其与第一部分集成以形成单一抛光系统。第二部分可包括多个抛光站。
4.第一部分可包括用于基板的cmp后清洁的一个或多个垂直磨光模块。每个垂直磨光模块具有用于保持基板的旋转卡盘组件和用于清洁基板表面的旋转磨光垫。不幸的是，垂直磨光模块的取向限制了磨光垫的外径，使得在给定时间只能清洁有限的基板区域。因此，按照与磨光垫的有限清洁区域关联的较长的磨光时间，基板处理生产量不期望地降低。
5.进一步地，由于垂直磨光模块将基板保持为垂直取向，因而为了插入和移除基板，装载在垂直磨光模块中的基板的垂直取向要求大的顶部余隙。结果，按照与磨光模块的垂直取向关联的较大顶部余隙要求，cmp系统的整体尺寸和/或占地面积不期望地增加。因此，cmp系统的生产量密度(每单位面积的制造占地空间每单位时间处理的基板)不期望地受系统的磨光模块配置所限。
6.因而，本领域中需要的是用于解决上述问题的设备和方法。


技术实现要素：

7.本文中描述的实施方式大体上涉及用于制造电子器件的设备，且更特定地，涉及一种可用于在半导体器件制造工艺中清洁基板表面的水平磨光模块。
8.在一个实施方式中，一种基板处理模块包括腔室，所述腔室具有共同限定处理区域的盆体和盖体。所述模块包括设置在所述处理区域中的可旋转真空台，所述可旋转真空台包括在其基板接收表面中限定的多个环形沟道。所述模块包括设置成邻近所述可旋转真空台的垫调节站。所述模块包括垫承载定位臂，所述垫承载定位臂具有第一端部和在所述第一端部远端的第二端部，其中所述第一端部耦接至垫承载组件，并且所述第二端部耦接至致动器，所述致动器被配置成使所述垫承载组件在所述可旋转真空台上方的第一位置和
所述垫调节站上方的第二位置之间摆动。
9.在另一实施方式中，一种处理基板的方法包括将基板定位在基板处理模块的真空台上。所述真空台包括在其基板接收表面中限定的多个环形沟道。所述真空台的所述基板接收表面与重力方向实质上正交。由所述多个环形沟道提供的抓握区域(grip area)在定位于其上的所述基板的表面区域的约5％和约30％之间。所述抓握区域包括由所述真空台的所述基板接收表面中的多个沟道占据的有效区域。所述方法包括将磨光垫推压在所述基板的表面上，同时旋转其下方的所述真空台。所述磨光垫具有约67mm或更大的直径，并且在所述磨光垫和所述基板的所述表面之间施加的压力是约3psi或更大。
10.在又一实施方式中，一种模块化基板处理系统包括基板处理模块。所述模块包括含盆体和盖体的腔室。所述盖体包括多个侧面板，所述盖体与所述盆体共同限定处理区域。所述模块包括设置在所述处理区域中的可旋转真空台。所述模块包括设置在所述多个侧面板的第一侧面板中的第一基板操纵装置通道门。所述基板操纵装置通道门用于利用第一基板操纵装置将基板定位在所述可旋转真空台上。所述模块包括设置在所述多个侧面板的第二侧面板中的第二基板操纵装置通道门。所述第二基板操纵装置通道门用于利用第二基板操纵装置从所述可旋转真空台移除所述基板。所述模块包括设置成邻近所述可旋转真空台的垫调节站。所述模块包括具有第一端部和在所述第一端部远端的第二端部的垫承载定位臂。所述第一端部耦接至垫承载组件，并且所述第二端部耦接至致动器，所述致动器被配置成使所述垫承载组件在所述可旋转真空台上方的第一位置和所述垫调节站上方的第二位置之间摆动。
11.在另一实施方式中，一种基板处理模块包括设置在所述基板处理模块的处理区域中的可旋转真空台，所述可旋转真空台包括含沟道阵列的支撑表面。所述模块包括设置成邻近所述可旋转真空台的垫调节站。所述模块包括耦接至垫承载组件的垫承载定位臂。所述模块包括致动器，所述致动器耦接至所述垫承载定位臂且被配置成将所述垫承载组件定位在第一位置上方和第二位置上方，所述第一位置设置在所述可旋转真空台的所述支撑表面之上，所述第二位置设置在所述垫调节站之上。
12.在另一实施方式中，一种处理基板的方法包括将基板定位在基板处理模块的真空台上。所述真空台包括在其支撑表面中限定的沟道阵列。所述真空台的所述支撑表面与重力方向实质上正交。由所述沟道阵列提供的抓握区域在定位于其上的所述基板的表面区域的约5％和约30％之间。所述抓握区域包括由所述真空台的所述支撑表面中的所述沟道阵列占据的有效区域。所述方法包括将磨光垫推压在所述基板的表面上同时旋转其下方的所述真空台。所述磨光垫具有约67mm或更大的直径，并且在所述磨光垫和所述基板的所述表面之间施加的压力是约3psi或更大。
13.在另一实施方式中，一种模块化基板处理系统包括基板处理模块。所述模块包括含盆体和盖体的腔室。所述盖体包括多个侧面板，所述盖体与所述盆体共同限定处理区域。所述模块包括设置在所述处理区域中的可旋转真空台。所述模块包括设置在所述多个侧面板的第一侧面板中的第一基板操纵装置通道门。所述基板操纵装置通道门用于利用第一基板操纵装置将基板定位在所述可旋转真空台上。所述模块包括设置在所述多个侧面板的第二侧面板中的第二基板操纵装置通道门。所述第二基板操纵装置通道门用于利用第二基板操纵装置从所述可旋转真空台移除所述基板。所述模块包括设置成邻近所述可旋转真空台
的垫调节站。所述模块包括耦接至垫承载组件的垫承载定位臂。所述模块包括致动器，所述致动器耦接至所述垫承载定位臂且被配置成将所述垫承载组件定位在第一位置上方和第二位置上方，所述第一位置设置在所述可旋转真空台的所述支撑表面之上，所述第二位置设置在所述垫调节站之上。
附图说明
14.为了可详细理解本公开内容以上记载的特征的方式，可参照实施方式获得以上简要概述的本公开内容的更特定描述，其中一些实施方式被图解在随附的附图中。然而，要注意的是，随附的附图仅图解本公开内容的典型实施方式，并因此不应被视为限制其范围，因为本公开内容可允许其他等同有效的实施方式。
15.图1a是根据一个或多个实施方式的使用本文中描述的水平预清洁(hpc)模块的示例性化学机械抛光(cmp)处理系统的示意性平面图。
16.图1b是根据一个或多个实施方式的可对应图1a中示出的示意性视图的示例性cmp处理系统的等距俯视图。
17.图1c是根据一个或多个实施方式的可对应图1a中示出的示意性视图的图1b的cmp处理系统的俯视立视图。
18.图2a是可用于本文中描述的cmp处理系统中的示例性hpc模块的一侧的等距俯视图。
19.图2b是图2a的hpc模块的该侧的另一等距俯视图。
20.图2c是图2a的hpc模块的另一侧的等距俯视图。
21.图3a是沿着图2c的截面线3a-3a获取的侧视截面图。
22.图3b至图3c分别是可用于图3a的hpc模块中的示例性可旋转真空台的等距仰视和俯视图。
23.图3d是可与图3b至图3c的可旋转真空台一起使用的示例性承载膜的平面图。
24.图3e是图3d的一部分的放大平面图。
25.图4a是图3a的hpc模块的平面图。
26.图4b是可用于图3a的hpc模块中的示例性垫调节站的侧视截面图。
27.图4c是可用于图3a的hpc模块中的示例性垫承载定位臂的侧视截面图。
28.为了促进理解，已尽可能使用了相同的附图标记来表示附图中共同的相同元件。可以预见的是，一个实施方式的元件和特征可有益地并入其他实施方式中而无需进一步叙述。
具体实施方式
29.本文中描述的实施方式大体上涉及用于制造电子器件的设备，且更特定地，涉及一种可用于在半导体器件制造工艺中清洁基板表面的水平磨光模块。
30.图1a是根据一个或多个实施方式的使用本文中描述的水平预清洁(hpc)模块的示例性化学机械抛光(cmp)处理系统100的示意性平面图。图1b是根据一个或多个实施方式的可对应图1a中示出的示意性视图的示例性cmp处理系统100的等距俯视图。图1c是根据一个或多个实施方式的可对应图1a中示出的示意性视图的图1b的cmp处理系统100的俯视立视
图。在图1b和图1c中，壳体的某些部件和某些其他内部和外部部件被省略以更清楚地示出cmp处理系统100内的hpc模块。在此，处理系统100包括第一部分105和耦接至第一部分105且与第一部分105集成的第二部分106。第一部分105是特征在于多个抛光站(未示出)的基板抛光部分。
31.第二部分106包括一个或多个cmp后清洁系统110、多个系统装载站130、一个或多个基板操纵装置(例如，第一机械手124和第二机械手150)、一个或多个计量站140、一个或多个特定位置抛光(lsp)模块142、一个或多个hpc模块200和一个或多个干燥单元170。hpc模块200被配置成处理设置在实质上水平取向中(即在x-y平面中)的基板120。在一些实施方式中，第二部分106可选地包括被配置成处理设置在实质上垂直取向中(即在z-y
平面中)的基板120的一个或多个垂直清洁模块112。
32.每个lsp模块142通常被配置成利用抛光构件(未示出)仅抛光基板表面的一部分，所述抛光构件的表面积小于待被抛光的基板120的表面积。经常在已用抛光模块抛光基板120之后使用lsp模块142进行修整，例如从基板的相对小的部分移除额外的材料。
33.计量站140用于在抛光之前和/或之后测量设置在基板120上的材料层的厚度、在抛光之后检查基板120以确定材料层是否已从基板120的场表面清除、和/或在抛光之前和/或之后检查基板表面的缺陷。在这些实施方式中，基于利用计量站140获得的测量或表面检查结果，可将基板120返回至抛光垫以进一步抛光和/或导引至不同的基板处理模块或站，诸如第一部分105内的抛光模块或至lsp模块142。如图1a中所示，计量站140和lsp模块142位于第二部分106的区域中，第二部分106在清洁系统110的一者的一些部分上方(在z方向上)。
34.第一机械手124定位成将基板120转移至多个系统装载站130或从多个系统装载站130转移基板120，例如在多个系统装载站130和第二机械手150之间和/或在清洁系统110和多个系统装载站130之间转移基板120。在一些实施方式中，第一机械手124定位成在任意系统装载站130和定位成邻近该系统装载站的处理系统之间转移基板120。例如，在一些实施方式中，第一机械手124可用于在系统装载站130中的一者和计量站140之间转移基板120。
35.第二机械手150用于在第一部分105和第二部分106之间转移基板120。例如，在此第二机械手150定位成将从第一机械手124接收的待被抛光的基板120转移至第一部分105以在其中进行抛光。第二机械手150然后用于将经抛光的基板120从第一部分105(例如从第一部分105内的转移站(未示出))转移至hpc模块200中的一者，和/或在位于第二部分106内的不同站和模块之间转移经抛光的基板。或者，第二机械手150将基板120从第一部分105内的转移站转移至lsp模块142或计量站140中的一者。第二机械手150也可将基板120从lsp模块142或计量站140转移至第一部分105以在其中进一步抛光。
36.图1a中的cmp处理系统100的特征在于设置在第二机械手150的两侧上的两个清洁系统110。在图1a中，清洁系统110的一者的至少一些模块(例如一个或多个垂直清洁模块112)位于计量站140和lsp模块142下方(在z方向上)并因此未被示出。计量站140和lsp模块142未被示出在图1c中。在一些其他实施方式中，处理系统100的特征在于仅一个清洁系统110。在此，每个清洁系统110包括hpc模块200、一个或多个湿法清洁模块112(例如，刷盒或喷淋盒)、干燥单元170、和用于在其间转移基板120的基板操纵装置180。在此，每个hpc模块200在邻近第一部分105的位置中设置于第二部分106内。
37.典型地，hpc模块200通过形成在hpc模块200的侧面板中的第一开口(未示出)，例如通过设置在侧面板中的门或狭缝阀从第二机械手150接收经抛光的基板120。基板120被hpc模块200以水平取向接收以定位在其中水平设置的基板支撑表面上。然后在利用基板操纵装置180从hpc模块200转移基板120之前hpc模块200对基板120执行预清洁工艺，诸如磨光工艺。
38.通过第二开口从hpc模块200转移基板120，第二开口在此为第二基板操纵装置通道门224(图1b)，所述第二开口典型地是穿过hpc模块200的第二侧面板设置的可用门(例如狭缝阀)关闭的水平狭缝。因此，基板120在从预清洁模块200转移时仍然处于水平取向。在基板120从预清洁模块200转移之后，基板操纵装置180将基板120定位至垂直位置以在清洁系统110的垂直清洁模块112中进一步处理。例如，基板操纵装置180可将基板120摆动至垂直位置。
39.在这一示例中，hpc模块200具有面向处理系统100的第一部分105的第一端部202、背向第一端部202的第二端部204、面向第二机械手150的第一侧206和背向第一侧206的第二侧。第一侧206和第二侧208在第一端部202和第二端部204之间正交地延伸。
40.多个垂直清洁模块112位于第二部分106内。一个或多个垂直清洁模块112是用于从基板表面移除抛光副产物的接触和非接触清洁系统(例如喷淋盒和/或刷盒)中的任一者或组合。
41.干燥单元170用于在基板已由清洁模块112处理之后和在基板120被第一机械手124转移至系统装载站130之前干燥基板120。在此，干燥单元170是水平干燥单元，从而干燥单元170被配置成在基板120设置成水平取向的同时通过开口(未示出)接收基板120。
42.本文中，利用基板操纵装置180在hpc模块200和垂直清洁模块112之间、在各个清洁模块112之间、和在清洁模块112和干燥单元170之间移动基板120。
43.在本文中的实施方式中，包括基板操纵装置180在内的cmp处理系统100的运行由系统控制器160导引。系统控制器160包括可与存储器162(例如，非易失性存储器)和支持电路163一起运行的可编程中央处理单元(cpu)161。支持电路163常规地耦接至cpu 161并包括高速缓存、时钟电路、输入/输出子系统、电源和类似者，且它们的组合耦接至cmp处理系统100的各种部件以促进其控制。cpu 161是诸如可编程逻辑控制器(plc)之类的用于工业设定中的任何形式的通用计算机处理器中的一者以控制处理系统的各种部件和子处理器。耦接至cpu 161的存储器162是非瞬态的且典型地是本地或远程的一种或多种容易获得的存储器，诸如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、软盘驱动器、硬盘或任何其他形式的数字存储器。
44.典型地，存储器162是包含指令的非瞬态计算机可读取储存介质的形式(例如，非易失性存储器)，这些指令在由cpu 161执行时促进cmp处理系统100的运行。存储器162中的指令是程序产品的形式，诸如实现本公开内容的方法的程序。程序代码可符合多种不同编程语言中的任一者。在一个示例中，本公开内容可被实现为存储在与计算机系统一起使用的计算机可读取储存介质上的程序产品。该程序产品的程序限定了多个实施方式(包括本文中描述的方法)的功能。
45.说明性的非瞬态计算机可读取储存介质包括，但不限于：(i)非可写入的存储介质(例如，计算机内的只读存储器装置，诸如可由cd-rom驱动器读取的cd-rom盘、闪存、rom芯
片或任何类型的固态非易失性半导体存储器装置，例如，其上可永久性存储信息的固态驱动器(ssd))；和(ii)其上存储有可改变的信息的可写入的存储介质(例如，磁盘驱动器或硬盘驱动器内的软盘或任何类型的固态随机存取半导体存储器)。这些计算机可读取储存介质在携带导引本文中描述的方法的功能的计算机可读取指令时是本公开内容的实施方式。在一些实施方式中，本文中阐述的方法或其部分通过一个或多个专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、或其他类型的硬件实现方案来执行。在一些其他实施方式中，本文中阐述的基板处理和/或操纵方法通过软件例程、asic、fpga、和/或其他类型的硬件实现方案的组合来实现。一个或多个系统控制器160可与本文中描述的各种模块化抛光系统中的一者或任意组合一起使用和/或与其各个抛光模块一起使用。
46.图2a是可用于本文中描述的cmp处理系统100中的示例性hpc模块200的第二侧208的等距俯视图。在图2a中，检修通道面板被省略以更清楚地示出hpc模块200的内部部件。图2b是图2a的hpc模块200的第二侧208的另一等距俯视图。在图2b中，盖体216的顶面板被进一步省略以更清楚地示出hpc模块200的内部部件。图2c是图2a的hpc模块200的第一侧206的等距俯视图。在图2c中，盖体216被省略以更清楚地示出hpc模块200的内部部件。
47.一般而言，hpc模块200包括腔室210，在此为盆体214和盖体216，其共同限定处理区域212，盖体216由多个侧面板形成。
48.第一侧面板218形成在hpc模块200的面向第二机械手150的第一侧206上。第一侧面板218包括用于利用第二机械手150将基板120定位在可旋转真空台230上的第一基板操纵装置通道门220。第二侧面板222形成在hpc模块200的背向第一部分105的第二端部204上。第二侧面板222包括用于利用基板操纵装置180从可旋转真空台230移除基板120的第二基板操纵装置通道门224。第三侧面板226形成在hpc模块200的第二侧208上。第三侧面板226包括检修通道面板开口228。形成在hpc模块200的相对侧面板上的第一基板操纵装置通道门220和检修通道面板开口228的对称性有益地提供了可如图1c中所示被安装在处理系统100的任一侧上的水平磨光模块。
49.可旋转真空台230设置在hpc模块200的处理区域212内，并且可用于真空吸附基板120。也设置在处理区域212内的可以是设置在可旋转真空台230径向外部的环形基板升降机构270、设置成邻近可旋转真空台230的垫调节站280、和可在可旋转真空台230上方的第一位置和垫调节站280上方的第二位置之间移动的垫承载定位臂300。例如，垫承载定位臂300可将垫承载组件304定位在第一位置上方和第二位置上方，所述第一位置设置在可旋转真空台230的支撑表面之上，所述第二位置设置在垫调节站280之上。
50.可旋转真空台230、环形基板升降机构270、垫调节站280和垫承载定位臂300各自独立地被安装至盆体214。hpc模块200进一步包括安装至盆体214的冲洗歧管290。基板中心冲洗杆292和一个或多个基板喷淋杆294从冲洗歧管290的一侧延伸。基板中心冲洗杆292用于朝向可旋转真空台230的中心区域导引冲洗流体，例如清洁流体或水。基板喷淋杆294用于朝向可旋转真空台230的一个或多个其他区域，例如真空台230的周围区域或侧部分导引喷淋物。冲洗歧管290朝向盆体214的角落定位，并且冲洗杆292和喷淋杆294沿着hpc模块200的第二端部204在第二侧面板222内延伸。在一些实施方式中，冲洗歧管290与第二侧208相邻(图2a至图2b)。在一些其他实施方式中，冲洗歧管290与第一侧206(图2c)相邻。hpc模块200还包括安装至盆体214的冲刷器(brush rinse)296。冲刷器296朝向hpc模块200的第
一端部202定位且与垫调节站280相邻以冲洗垫调节站280的一个或多个部件。
51.在本文中的实施方式中，hpc模块200包括旋转吸盘组件，其具有设置于其上且固定于其的承载膜。吸盘组件使用通过多个沟道施加的真空压力来在旋转期间将基板固定就位，所述多个沟道穿过承载膜而形成。在一些实施方式中，多个沟道形成为阵列。用于典型的承载膜中的沟道的结构配置可在较高的扭矩下导致基板表面的局部变形以及基板的滑移。例如，与真空沟道阵列对准的基板区域可相对设置在承载膜的固体部分之上的基板的相邻区域变形。基板局部变形的区域降低了对其施加的磨光垫压力，从而导致不平整的基板清洁。因此，以下描述的实施方式降低了和/或实质上消除了承载膜的局部变形。
52.图3a是沿着图2c的截面线3a-3a获取的侧视截面图。图3b至图3c分别是可使用于图3a的hpc模块200中的示例性可旋转真空台230的等距仰视和俯视图。图3d是可与图3b至图3c的可旋转真空台230一起使用的示例性承载膜的平面图。图3e是图3d的一部分的放大平面图。
53.真空台230包括具有顶表面234的吸盘板232。吸盘板232的顶表面234与重力方向实质上正交。吸盘板232是具有与重力方向对齐的纵轴c1的圆柱形板。吸盘板232包括连接多个径向沟道238的中心钻孔236，多个径向沟道238例如以径向阵列形成。在此，吸盘板232具有六个周向间隔相等的沟道238。在一些其他实施方式中，吸盘板232包括从3至12个沟道，诸如从5至10个沟道，诸如从6至8个沟道。径向沟道238的阵列中的每个沟道从中心钻孔236延伸至形成在顶表面234中的多个端口240。在此，径向沟道238的阵列各自包括五个端口240。在一些其他实施方式中，每个径向沟道238包括从3至7个端口，诸如从4至6个端口。在此，多个端口240沿着沟道238的阵列之一在径向方向上彼此均等地间隔开。在一些其他实施方式中，多个端口240是非均匀间隔开的。中心钻孔236、径向沟道238的阵列、和多个端口240被配置成提供从真空源359至吸盘板232的顶表面234的压力和流体连通以真空吸附在其上的基板120。在一些实施方式中，真空压力为相对于大气压力的约-8psi至约-4.5psi、诸如相对于大气压力的约-7psi至约-5.5psi。因此，通过多个端口240施加负真空压力将基板120固定至顶表面234。为了从吸盘板232移除基板120，真空压力被放空(vented)且施加任选的正压氮气吹扫。
54.吸盘板232的底侧耦接至吸盘适配器244。吸盘适配器244是设置在吸盘板232和吸盘马达248之间且将吸盘板232耦接至吸盘马达248的圆柱形板。吸盘马达248被配置成使吸盘板232和吸盘适配器244围绕纵轴c1旋转。吸盘马达248的纵向马达钻孔250容置可旋转歧管252，该可旋转歧管252在近端处具有凸缘254。凸缘254耦接至吸盘适配器244，使得可旋转歧管252通过吸盘适配器244的旋转而旋转。吸盘板232、吸盘适配器244和可旋转歧管252可作为子组件从马达钻孔250移除。在一些实施方式中，吸盘板232、吸盘适配器244、可旋转歧管252、吸盘板232和吸盘适配器244之间的螺钉和对准销、以及凸缘254和吸盘适配器244之间的螺钉由塑料或聚合物(例如聚醚醚酮(peek))形成。在整个子组件中用塑料部件取代金属部件(例如不锈钢)降低了基板120的痕量金属污染。轴承256在可旋转歧管252的远端处设置在马达钻孔250内以使可旋转歧管252处于马达钻孔250中心。轴承256具有用于可旋转地耦接可旋转歧管252的外径的内径，以促进可旋转歧管252和马达钻孔250之间的相对旋转。旋转弯头258通过防松螺丝260耦接至可旋转歧管252的远端。旋转弯头258在固定的真空源359和可旋转歧管252之间提供压力和流体连通。
55.参照图3d，承载膜264设置在吸盘板232的顶表面234上。在一些实施方式中，利用粘合剂将承载膜264固定至顶表面234。在一些实施方式中，承载膜264被可移除地附接至顶表面234，从而可替换承载膜264。承载膜264具有背向吸盘板232的顶表面234的支撑表面266(例如，基板接收表面)。支撑表面266与重力方向实质上正交。在一些实施方式中，承载膜264具有封闭的单元多孔结构以通过其连通真空压力并在吸盘板232和基板120之间形成密封。在一些实施方式中，承载膜264由聚合物或塑料(例如聚氨酯)形成。有益地，承载膜264改善了吸盘板232和基板120之间的接触区域、减少了痕量金属污染、减少了因在吸盘板232和基板120之间捕获的颗粒而形成划痕和缺陷、和/或优化了施加至基板120的真空压力的分布。承载膜264包括在支撑表面266中以阵列形成的多个沟道268。沟道268的阵列是承载膜264中的开口，其与设置在其下方的环形沟道的对应沟道对准。
56.在此，沟道268的阵列是环绕纵轴c1的环形沟道。在一些其他实施方式中，沟道268的阵列具有非环形的形状。在此，沟道268的阵列中最内沟道与穿过承载膜264的中心的纵轴c1在径向方向上间隔距离r1。在一些实施方式中，距离r1是约100mm或更大，诸如从约100mm至约200mm，诸如约150mm。在此，承载膜264包括在径向方向上在相邻的沟道268之间具有相等间隔s1的5个同心沟道268。在一些其他实施方式中，承载膜264包括从3至7个同心沟道，诸如从4至6个同心沟道。在一些其他实施方式中，沟道268的阵列是非均匀间隔开的。在一些实施方式中，沟道268之间的间隔s1是约50mm或更小，诸如从约20mm至约50mm，诸如从约30mm至约40mm。在此，沟道268的阵列各自包括6个弧状区段。在一些其他实施方式中，沟道268的阵列包括从3至12个弧状区段，诸如从5至10个弧状区段，诸如从6至8个弧状区段。在一些实施方式中，同一沟道268的相邻弧状区段之间的周向间隔s2是约50mm或更小，诸如从约20mm至约50mm。
57.有益地，沟道268的阵列具有在施加真空时防止基板120变形的宽度w1。在一些实施方式中，宽度w1是约10mm或更小，诸如约5mm或更小，诸如约2mm或更小，诸如约1mm或更小，或者从约1mm至约2mm，诸如约1.5mm。在一些实施方式中，使用较窄的沟道268能够在不导致基板120变形的情况下实现更高的真空压力。在一些实施方式中，由沟道268的阵列提供的抓握区域是设置在其上的待被处理的基板120的表面区域的约5％或更大，诸如约5％和约30％之间，诸如约10％和约30％之间，诸如约15％和约30％之间，诸如约15％和25％之间，诸如约20％。抓握区域被定义为真空台230的支撑表面266中由沟道268的阵列占据的有效区域。在一些实施方式中，hpc模块200与垂直清洁模块112相比使用更高的扭矩。为了操纵相对于其他设计更高的扭矩，本文中描述的沟道268的阵列具有增大的真空抓握，以在不导致基板120变形的情况下防止基板120从真空台230滑移，其中增大的真空抓握由更高的抓握区域、更高的真空压力、或两者提供。
58.图4a是图2c的hpc模块200的平面图。环形基板升降机构270设置在真空台230的径向外部。升降机构270包括设置成邻近真空台230的周缘的多个基板接触点272。每个基板接触点272是形成在围绕吸盘板232的基板环274上的朝上的肩部。升降机构270被配置成：在从真空台230的支撑表面266提升基板120时，多个基板接触点272中的一者在多个基板接触点272中的其他者之前接触基板120。环形基板升降机构270与前述的真空压力的放空和任选的氮气吹扫协同工作以从吸盘板232移除基板120。有益地，使用基板升降机构270能相对于仅使用放空和任选的氮气吹扫实现更快地将基板120解吸附。
59.图4b是可用于图3a的hpc模块200中的示例性垫调节站280的侧视截面图。垫调节站280设置成邻近可旋转真空台230。垫调节站280包括背向盆体214的调节刷282。在一些实施方式中，刷282包括纤维材料。在一些实施方式中，纤维由尼龙或另一种类似材料形成。刷282耦接至可旋转的刷轴284。刷轴284延伸穿过盆体214且与调节流体源(未示出)流体连通。刷轴284被配置成将调节流体(例如去离子水)传递至设置成邻近刷282的喷淋嘴286。在垫调节站280的运行期间，刷282由刷轴284旋转。在旋转期间，调节流体流经刷轴284至喷淋嘴286，由此润湿刷282并促进调节工艺。
60.图4c是可用于图3a的hpc模块200中的示例性垫承载定位臂300的侧视截面图。垫承载定位臂300设置成邻近可旋转真空台230和垫调节站280。垫承载定位臂300的远端302包括可垂直移动的垫承载组件304以用于在设置于其下端处的磨光垫支撑表面上支撑可旋转的磨光垫306。在一些实施方式中，垫承载组件304的尺寸被设定成支撑直径为约67mm或更大，诸如从约67mm至约150mm，诸如为约67mm或者约134mm的磨光垫306。在一些实施方式中，本公开内容的垫承载定位臂300支撑与常规预清洁模块相比更大的磨光垫306，并且更大的磨光垫改善了性能并减少了磨光时间。垫承载组件304包括头部马达308，该头部马达308用于使磨光垫306和磨光垫支撑表面围绕与重力方向实质上对齐的轴c2旋转。垫承载组件304包括通过球面轴承312耦接至头部马达308的万向节底座310，从而允许垫承载组件304的磨光垫支撑表面相对于与轴c2正交的平面枢转。为了便于公开，垫调节站280出于说明性目的而未被示出在图4c中，但会设置在空腔480中。
61.在cmp之后，hpc模块200被配置成在基板120干燥之前清理抛光浆料和碎片。在一些实施方式中，hpc模块200替换了由处理系统100的第一部分105的多个抛光站执行的一个或多个清洁步骤。hpc模块200的磨光垫306具有比抛光站的抛光表面小的形状因数(form factor)，因为可局部执行清洁，而不是通过在基板120的整个表面上全局执行的cmp移除材料。也就是说，磨光垫306在直径上小于基板120，其尺寸被设定为仅执行局部磨光，而并非被设计成同时覆盖基板120的整个表面。
62.垫承载定位臂300包括在垫承载组件304和垫承载定位臂300的近端322之间耦接的线性制动器314，例如气动缸。线性制动器314被配置成沿着轴c2升起或降低垫承载组件304以用于相对于设置在可旋转真空台230上的基板120或者相对于垫调节站280的刷282定位磨光垫306以向其施加磨光垫306的操作下压力。在一些实施方式中，在磨光垫306和基板120的表面之间施加的压力是约0.5psi或更大，诸如从约0.5psi至约4psi，诸如约3psi，或者约4psi。在一些实施方式中，由磨光垫306施加给基板120的下压力轴向载荷(downforce thrust load)正比例于压力。在一些实施方式中，轴向载荷是从约0.5lbf至约100lbf，诸如从约10lbf至约65lbf。垫承载定位臂300的下侧包括具有多个喷淋嘴的化学品歧管316以将化学品(例如处理流体)分配至基板120的表面上。
63.垫承载定位臂300的近端322耦接至致动器324，例如马达，致动器324被配置成使垫承载组件304在可旋转真空台230上方的第一位置和垫调节站280上方的第二位置之间摆动。垫承载定位臂300被配置成使垫承载组件304摆动通过检修通道面板开口228以促进对其维护。
64.在一些实施方式中，垫承载组件304的下压力、磨光垫306的扭矩、基板120的扭矩和真空台230经由承载膜264的保持力和抓握力被调整和控制以优化性能。在一些实施方式
中，磨光垫306的扭矩是约2nm或更大，诸如从约2nm至约6nm，诸如从约3nm至约5nm。在一些实施方式中，基板120的扭矩是约10nm或更大，诸如从约10nm至约30nm，诸如从约15nm至约25nm。在一些实施方式中，对润湿的基板120的保持力是约25lbf或更大，诸如约30lbf或更大，诸如从约30lbf至约40lbf，诸如约30lbf。在一些实施方式中，润湿的基板上的边缘提升抓握力是约2lbf或更大，诸如从约2lbf至约3lbf，诸如从约2lbf至约2.4lbf。
65.尽管前述有关本公开内容的实施方式，但在不脱离本公开内容的基本范围的情况下可设计本公开内容的其他和进一步的实施方式，并且本公开内容的范围由随附的权利要求书来确定。