用于化学机械研磨系统的蒸气处理站的制作方法

专利2025-04-12  3


本公开涉及化学机械研磨(cmp),且更具体地涉及在cmp期间使用蒸气以进行清洁或预热。


背景技术:

1、通常通过在半导体晶片上依序沉积导电性、半导电或绝缘层而在基板上形成集成电路。各种制造工艺需要对基板上的层作平坦化。例如,一个制造步骤包括在非平坦表面上沉积填料层并使该填料层平坦化。对于某些应用,将填充层平坦化,直到暴露出图案化层的顶表面。例如,可以在图案化的绝缘层上沉积金属层以填充绝缘层中的沟槽和孔。在平坦化之后,图案化层的孔与沟槽中的金属的剩余部分形成通孔、插塞和线,以在基板上的薄膜电路之间提供导电路径。作为另一示例,可以在图案化的导电层上沉积介电层,然后对介电层平坦化以实现后续的光刻步骤。

2、化学机械研磨(cmp)是一种可以接受的平坦化方法。此平坦化方法通常需要将基板安装在承载头上。基板的暴露表面通常抵靠旋转研磨垫放置。承载头在基板上提供可控制的负载,以将其推向研磨垫。通常将具有磨料颗粒的研磨浆料供应到研磨垫的表面。


技术实现思路

1、在一个方面中,一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,该设备包括装载罩、基座、锅炉(boiler)、一个或多个喷嘴以及供应管线,该基座在由该装载罩所界定的腔中,该基座配置成从承载头接收基板或将该基板供应到该承载头,该锅炉用于产生蒸气,该一个或多个喷嘴定位成将蒸气向内引导到由该装载罩所界定的该腔中,该供应管线从该锅炉延伸到该一个或多个喷嘴,以将蒸气供应到该一个或多个喷嘴。

2、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。

3、当承载头在装载罩中时,电机可以旋转承载头。

4、致动器可以升高或降低装载罩中的承载头。

5、温度传感器可以监控承载头和/或基板的温度。控制器可以配置成接收来自传感器的温度,以及当承载头或基板达到目标温度时停止蒸气流。

6、控制器可以配置成当蒸气开始流到承载头或基板上时启动定时器,并在定时器到期(expire)时停止蒸气流。

7、一个或多个喷嘴可以包括第一喷嘴,且可以进一步包括控制器,该控制器配置成当承载头定位在装载罩中时使蒸气流过第一喷嘴到承载头的外表面上。

8、一个或多个喷嘴可以包括第二喷嘴,且可以进一步包括控制器,该控制器配置成当基板定位于基座上时使蒸气流过第二喷嘴到承载头的内表面上。

9、控制器可以配置成当基板被装载在承载头中时使蒸气流过第二喷嘴到基板的底表面上。

10、一个或多个喷嘴可以包括第三喷嘴和第四喷嘴,且可以进一步包括控制器,该控制器配置成当基板定位于基座上时使蒸气流过第三喷嘴到基板的顶表面上。一个或多个喷嘴可以包括第四喷嘴,且控制器可以配置成当基板定位于基座上时使蒸气流过第四喷嘴到基板的底表面上。

11、在一个方面中,一种在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的方法,包括以下步骤:将承载头或基板接收在该化学机械研磨系统的基板装载罩中;及将蒸气引导到该装载罩中的该承载头和/或基板上,以清洁和/或预热该承载头和/或基板。

12、在一个方面中,一种用于在化学机械研磨系统中对调节器(conditioner)头和/或调节器盘作蒸气处理的设备,包括调节器清洁杯(cleaning cup)、锅炉、一个或多个喷嘴及供应管线,该锅炉用于产生蒸气,该一个或多个喷嘴定位成将蒸气向内引导到由该装载罩所界定的腔中,及该供应管线从该锅炉延伸到该一个或多个喷嘴,以将蒸气供应到该一个或多个喷嘴。

13、实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。

14、温度传感器可以监控调节器头和/或调节器盘的温度。控制器配置成接收来自该传感器的该温度以及当该调节器头或调节器盘达到目标温度时停止流向该调节器头或调节器盘的蒸气流。

15、控制器可以配置成当该蒸气开始流到调节器头或调节器盘上时启动定时器,并且当该定时器到期时停止该蒸气流。

16、该一个或多个喷嘴可以包括第一喷嘴,且可以进一步包括控制器,该控制器配置成当该调节器头定位于该清洁杯中时使蒸气流过该第一喷嘴到该调节器盘的底表面上。

17、该一个或多个喷嘴可以包括第二喷嘴,且可以进一步包括控制器,该控制器配置成当调节器头定位于清洁杯中时使蒸气流过第二喷嘴到调节器头的外表面上。

18、在一个方面中,一种用于在化学机械研磨系统中对调节器头和/或调节器盘作蒸气处理的方法,包括以下步骤:将调节器头接收在化学机械研磨系统的调节器清洁杯中;及将蒸气引导到该清洁杯中的该调节器头和/或调节器盘上,以清洁和/或预热该调节器头和/或调节器盘。

19、可能的优点可包括但不限于以下一个或多个。

20、可以在低程度污染下,产生足够量的蒸气(即通过沸腾产生的气态h2o)。此外,蒸气产生器可以产生实质纯气体的蒸气,例如,在蒸气中具有几乎没有悬浮的液体或没有悬浮的液体。这种蒸气(也称为干蒸气)可以提供h2o的气态形式,其与其他蒸气替代品(如闪蒸)相比,具有更高的能量传递和更低的液体含量。

21、可以快速且有效率地清洁cmp设备的各种部件。在溶解或以其他方式从研磨系统表面去除研磨副产品、干燥的浆料、碎屑等方面,蒸气可以比液态水更有效率。因此,可以减少基板上的缺陷。

22、可以预热cmp设备的各种部件。可以减小整个研磨垫的温度变化,从而减小整个基板的温度变化,从而减少晶片内的不均匀性(wiwnu)。可以减小研磨操作期间的温度变化。这可以改善cmp工艺期间研磨的可预测性。可以减小从一个研磨操作到另一研磨操作的温度变化。这样可以改善晶片间的均匀性。

23、在附图和以下说明中描述一个或多个实施方式的细节。根据说明书和附图以及权利要求书,其他方面、特征和优点将得以彰显。



技术特征:

1.一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,包括:

2.如权利要求1所述的设备,其中所述装载罩包括壳体并且所述一个或多个喷嘴定位在所述壳体的侧壁上。

3.一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,包括:

4.如权利要求3所述的设备,其中所述装载罩包括壳体并且所述一个或多个喷嘴定位在所述壳体的侧壁上。

5.一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,包括:

6.如权利要求5所述的设备,其中所述装载罩包括壳体并且所述一个或多个喷嘴定位在所述壳体的底板上。

7.一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,包括:

8.如权利要求7所述的设备,其中所述装载罩包括壳体并且所述一个或多个喷嘴定位在所述壳体的底板上。

9.如权利要求1-8中任一项所述的设备,包括用于当所述承载头在所述装载罩内时旋转所述承载头的电机和/或用于升高或降低所述装载罩内的所述承载头的致动器。

10.如权利要求1-8中任一项所述的设备,包括用于监控所述承载头的温度的温度传感器。

11.如权利要求1-8中任一项所述的设备,包括控制器,所述控制器配置成接收来自所述传感器的所述温度并且当所述承载头达到目标温度时停止蒸气流。


技术总结
一种用于在化学机械研磨系统中对承载头或基板进行蒸气处理的设备,该设备包括装载罩、基座、锅炉、一个或多个喷嘴以及供应管线,该基座在由该装载罩所界定的腔中,该基座配置成从承载头接收基板或将该基板供应到该承载头,该锅炉用于产生蒸气,该一个或多个喷嘴定位成将蒸气向内引导到由该装载罩所界定的该腔中,该供应管线从该锅炉延伸到该一个或多个喷嘴,以将蒸气供应到该一个或多个喷嘴。

技术研发人员:吴昊晟,唐建设,H·桑达拉拉贾恩,张寿松,陈辉,卓志忠,A·J·菲舍,P·D·巴特菲尔德
受保护的技术使用者:应用材料公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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