化学机械抛光设备及方法_2

文档序号:9204366阅读:来源:国知局
分。两个或更多个区域可配置横跨平台102的宽度“W”。所述实施例图标九个区域。然可提供更多或更少数量的区域。可有多个非邻接、但含有具相同化学性质的浆料组分的区域。在所述实施例中,平台102包含直线型抛光平台,其中两个或更多个区域配置横跨垫109的宽度“W”,并且沿着垫109的长度“L”延伸,长度L实质上比宽度W长。在所述实施例中,平台102的垫109依方向箭头110指示直线移动。
[0040]在抛光方法期间,可利用分配器112,施加各种浆料组分(例如浆料组分1、浆料组分2和浆料组分3)至垫109。分配器112可具任何能分配浆料组分至两个或更多个区域(例如至区域104、106、108)的适当内部结构。可分别从如浆料组分供应器114、116、118接收浆料组分1、浆料组分2和浆料组分3。可提供更多或更少数量的浆料组分。可利用具一个或更多个适当泵或其它流量控制机制115的分配系统,供应浆料组分至分配器112。在此所用“浆料组分” 一词意指适于进行一个或更多个预定抛光功能的处理介质。在一些实施例中,可从冲洗液源123提供冲洗液(例如去离子水)及插入在两个或更多个区域之间,例如区域104与106之间或106与108之间、或区域104、106与区域106、108之间。任何具适当构造的分配器112皆可用于达成以冲洗液区域分隔区域104、106、108的目的。
[0041]例如,浆料组分I可包含适于执行表面改质功能(例如氧化)或其它表面改质(例如形成氮化物、溴化物或含后者的氢氧化物)的材料。浆料组分I可含有载液(例如纯水)和氧化剂(例如过氧化氢、过硫酸铵或碘酸钾)。可使用其它表面改质材料。例如,浆料组分I可从组分供应器1114经由分配器112的第一通道119A(图3G)供应到垫109的第一区域104。
[0042]浆料组分2可包含适于执行材料移除功能的材料。浆料组分2可含有载液(例如纯水)和研磨介质(例如二氧化硅或氧化铝)。磨料的平均粒径可为约20纳米至0.5微米。可采用其它粒径。浆料组分2亦可包括蚀刻材料,例如羧酸或胺基酸。可使用其它蚀刻剂或错合剂材料。例如,浆料组分2可从组分供应器2116经由分配器112的第二通道119B(图3F)供应到垫109的第二区域106。
[0043]在一个或更多个实施例中,浆料组分3可包含适于执行腐蚀抑制功能的材料。浆料组分3可含有载液(例如纯水)和腐蚀抑制剂(例如苯并三唑或1,2,4-三唑)。例如,浆料组分3可从组分供应器3118经由分配器112的第三通道119C(图3E)供应到垫109的第三区域108。
[0044]区域104、106、108可并列配置,且宽度各自为约2毫米(mm)至50mm。彼此的宽度可相同或不同。可采用其它宽度。
[0045]在一个或更多个实施例中,包括分配器112的分配系统适于分配至少两种不同的浆料组分至两个或更多个区域(例如区域104、106)。如上所述,浆料组分可选自由表面改质浆料组分和材料移除浆料组分所组成的群组。
[0046]在一个或更多个实施例中,分配器112可制成单一部件,并可设置为邻接垫109 (例如垫109的正上方)。分配器112可同时经由两个或更多个出口(例如经由出口121A、121B、121C)输送浆料组分。例如,如图3A至图3G所示,分配器112可为分配系统的一部分,分配系统可包括多个通道,例如第一通道119A,通道119A沿着分配器主体117的长度延伸。第一通道119A适于从组分I供应器114分配浆料组分I至一个或更多个的第一分配出口 121A,出口 121A沿着通道长度流体耦接第一通道119A。
[0047]分配器112亦可包括第二通道119B,通道119B沿着分配器主体117的长度延伸且适于从组分2供应器116分配浆料组分2至一个或更多个的第二分配出口 121B,出口 121B沿着通道长度流体耦接第二通道119B。
[0048]分配器112亦可包括第三通道119C,通道119C沿着分配器主体117的长度延伸且适于从组分3供应器118分配浆料组分3至一个或更多个的第三分配出口 121C,出口 121C沿着通道长度流体耦接第三通道119C。可提供其它通道和互连出口,以支出其它浆料组分及/或冲洗液。
[0049]在一些实施例中,冲洗液可接收到单独的分离区域中,以分离支出的浆料组分。在一些实施例中,出口 121A、121B、121C的直径可小于约5mm,或为约Imm至15mm。在一些实施例中,节距(例如邻接出口的间隔)可小于约50mm、小于约25mm或甚至小于约10mm。在一些实施例中,节距可为约2mm至50mm。可采用其它直径和节距。
[0050]在其它实施例中,分配器可包含独立分配头,每种浆料组分一个分配头,分配头可设在垫109上的不同空间位置。冲洗液(例如DI水)可经由一些或所有出口 121A-121C或经由特别设置用于冲洗液的独立出口输送。可通过控制阀119S,从冲洗液供应器123提供冲洗液至一些或所有出口 121A-121C。视情况而定,可由独立分配头或独立出口从分配器112提供冲洗液。
[0051]在另一实施例中,分配器可包括在平台102的垫支撑件127内。在此实施例中,可从垫109底下支出浆料组分1、2、3至不同区域104、106、108。垫支撑件127可包括孔洞,例如分配器112中配置横跨垫109的宽度的出口 121A-121C。各孔洞可流体耦接至浆料组分供应器114、116、118之一。各种分离的浆料组分1、2、3可通过孔洞,及当垫109在轧辊124、126上旋转时,芯吸(wicking)作用穿过垫109,垫109含有连接开孔的内部多孔结构。芯吸作用分别提供浆料组分1、2、3至一个或更多个区域104、106、108。亦可经由一些或所有孔洞支出冲洗液。
[0052]再次参照图1A至图1C,当供应浆料组分至垫109的区域104、106、108时,可使基板抛光设备100的基板支架120旋转。基板支架120适于托住接触垫109的基板101,及于抛光时转动基板101。除转动外或代替转动,可提供其它运动,例如轨道运动。转速例如为约10-150RPM。可利用支架马达122驱动支架120来加以旋转。可使用任何适合的马达。抛光期间施加至基板101上的压力例如为约0.1磅/平方英寸与I磅/平方英寸之间。可使用任何已知适于施加压力的机制,例如弹簧负载机制或其它适合的垂直动作致动器。可采用其它转速和压力。基板支架(亦称作保持器或承载头)描述于如颁予本受让人的美国专利案第8,298,047号、美国专利案第8,088,299号、美国专利案第7,883,397号和美国专利案第7,459,057,号。
[0053]当浆料组分1、2、3供应到各个区域104、106、108时,垫109可朝箭头110的方向移动。垫109朝箭头110的方向移动的直线移动速度例如为约40厘米/秒至约600厘米/秒。可采用其它速度。最佳如图1B及图1C所示,垫109可设置成连续或环带形式。第一和第二轧辊124、126 (例如圆柱轧辊)可从垫末端支撑垫109,及由垫支撑件127支撑在垫109的顶部底下,垫支撑件127横跨垫109的宽度。轧辊124、126可由如轴承或轴衬或其它适当低摩擦力装置支撑,以在框架128上旋转。轧辊之一(例如轧辊126)可耦接至垫驱动马达130,马达可以适当转速驱动,以达到上述垫109的直线抛光速度。垫支撑件127亦可耦接至框架128的一个或更多个位置,并从垫109的上表面的一些或大部分长度L底下支撑垫109的上部。
[0054]除基板支架120的转动和垫109的运动外,支架120可朝方向箭头的方向132平移。平移可为沿着横切方向132来回振荡,方向132大体垂直垫109的直线运动。可由任何适合的平移马达134和驱动系统(未图标)进行平移,以沿着支撑梁136来回移动基板支架120。适于达成平移的驱动系统可为齿条与齿轮、链条与链轮、皮带与滑轮、传动与滚珠螺杆或其它适合的驱动机制。在其它实施
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