[发明专利]对于利用用于化学机械抛光的晶片及晶片边缘/斜角清洁模块的盘/垫清洁的设计

说明书

背景

技术领域

本发明的实现涉及用于在化学机械平面化(CMP)之后清洁基板的方法及装置。

相关技术描述

在制造现代半导体集成电路(IC)的工艺中，在沉积后续层之前往往需要平面化表面以确保光致抗蚀剂掩模的准确形成并维持堆叠公差。一种用于在IC制造期间平面化层的方法是化学机械平面化(CMP)。一般而言，CMP涉及在抛光头中保持的基板相对于抛光材料的相对运动，以从基板移除表面不规则性。在CMP工艺中，利用可含有研磨剂或化学抛光组成中的至少一者的抛光液来弄湿抛光材料。可电辅助此工艺，以用电化学方法平面化基板上的导电材料。

平面化硬材料(诸如，氧化物)通常要求抛光液或抛光材料本身包括研磨剂。因为研磨剂往往粘附或变得部分地嵌入正被抛光的材料的层中，所以在磨光模块上处理基板以从经抛光的层移除研磨剂。该磨光模块通过在存在去离子水或化学溶液的情况下相对于磨光材料移动仍保持在抛光头中的基板来移除在CMP工艺期间所使用的研磨剂及抛光液。除了所利用的抛光液以及于其上处理基板的材料之外，磨光模块与CMP模块基本上相同。

一旦磨光，便将基板传送至一系列清洁模块，这些清洁模块在平面化及磨光工艺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产生缺陷之前进一步移除这些研磨粒子及/或其他污染物。清洁模块可包括(例如)兆声清洁器、一个或多个洗涤器，以及干燥器。以垂直取向支撑基板的清洁模块是尤其有利的，因为这些清洁模块还利用重力来增强在清洁工艺期间粒子的移除，并且通常亦是更紧凑的。

尽管现有CMP工艺已被证实是稳健且可靠的系统，但系统设备的配置需要磨光模块利用可替代地被用于附加的CMP模块的关键空间。然而，某些抛光液(例如，使用氧化铈的这些抛光液)尤其难以移除且通常需要在将基板传送至清洁模块之前在磨光模块中处理该基板，因为常规的清洁模块未曾证明能够从尚未在清洁之前进行磨光的氧化物表面令人满意地移除研磨粒子。

因此，在本领域中需要改进的CMP工艺及清洁模块。

发明内容

本发明的实现涉及用于在化学机械平面化(CMP)之后清洁基板的方法及装置。在一种实现中，提供一种粒子清洁模块。该粒子清洁模块包括：外壳；基板保持器，该基板保持器设置在外壳中，该基板保持器被配置成以基本上垂直的取向保持基板，该基板保持器可在第一轴线上旋转；第一垫保持器，该第一垫保持器设置在外壳中，该第一垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向基板保持器的垫保持表面，该第一垫保持器可在可平行于第一轴线旋转的第二轴线上旋转；第一致动器，该第一致动器可操作以相对于基板保持器移动第一垫保持器以改变在第一轴线与第二轴线之间所限定的距离；以及第二垫保持器，该第二垫保持器设置在外壳中，该第二垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向基板保持器的垫保持表面，该第二垫保持器可在与第一轴线及第二轴线平行的第三轴线上旋转。

在一种实现中，提供一种粒子清洁模块。该粒子清洁模块包括：外壳；基板保持器，该基板保持器设置在外壳中；第一垫保持器，该第一垫保持器设置在外壳中；第二垫保持器，该第二垫保持器设置在外壳中；以及旋转臂组件。该基板保持器被配置成以基本上垂直的取向保持基板并且该基板保持器可在第一轴线上旋转。该第一垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向基板保持器的垫保持表面，该第一垫保持器可在可平行于第一轴线旋转的第二轴线上旋转。第一致动器可操作以相对于基板保持器移动第一垫保持器以改变在第一轴线与第二轴线之间所限定的距离。该第二垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向基板保持器的垫保持表面，该第二垫保持器可在与第一轴线及第二轴线平行的第三轴线上旋转。该旋转臂组件包括旋转臂及横向致动器机构，该旋转臂与第二垫保持器耦接且可操作以用于跨基板的表面扫掠第二垫保持器，该横向致动器机构用于朝向基板移动该旋转臂。