[发明专利]用于化学机械研磨的热水生成

说明书

一种化学机械研磨系统包括：平台，用以支撑研磨垫；承载头；电机，用以在平台与承载头之间生成相对运动；蒸汽生成器，包括容器和加热元件，所述容器具有进水口和一个或多个蒸汽出口，且所述加热元件被配置成施加热量至下腔室部分以生成蒸汽；喷嘴，被定向以将蒸汽从蒸汽生成器输送至研磨垫上；水箱，用以固持清洁流体；第一阀，位于容器与喷嘴之间的第一流体管线中，以将容器与喷嘴可控地连接和断开；第二阀，位于容器与水箱之间的第二流体管线中，以将容器与水箱可控地连接和断开，使得来自容器的蒸汽加热水箱中的流体。

技术领域

本案涉及例如用于化学机械研磨(chemical mechanical polishing；CMP)的基板处理工具的蒸汽生成。

背景技术

集成电路通常通过在半导体晶片上的导电层、半导电层，或绝缘层的顺序沉积来形成在基板上。各种制造工艺需要在基板上将层平面化。例如，一个制造步骤涉及在非平面表面上沉积填料层，且研磨所述填料层直至暴露出经图案化的顶表面为止。作为另一示例，层可被沉积在经图案化的导电层上并且经平面化以实现后续光刻步骤。

化学机械研磨(CMP)为一种已知的平面化方法。所述平面化方法通常要求基板被安装在承载头上。基板的经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负载，以将基板推靠在研磨垫上。具有磨料颗粒的研磨浆通常被供应至研磨垫的表面。

研磨工艺中的研磨速率可对温度敏感。已提出用于控制研磨工艺的温度的各种技术。

发明内容

在一个方面中，一种化学机械研磨系统包括：平台，用以支撑研磨垫；承载头，用以固持基板与研磨垫接触；电机，用以在平台与承载头之间生成相对运动；蒸汽生成器，包括容器及加热元件，所述容器具有进水口和一个或多个蒸汽出口，且所述加热元件被配置成施加热量至下腔室部分以生成蒸汽；喷嘴，被定向以将蒸汽从蒸汽生成器输送至研磨垫上；水箱，用以固持清洁流体；第一阀，位于容器与喷嘴之间的第一流体管线中，以将容器与喷嘴可控地连接和且断开；第二阀，位于容器与水箱之间的第二流体管线中，以将容器与水箱可控地连接和断开，使得来自容器的蒸汽加热水箱中的流体；以及控制系统，耦接至所述第一阀及第二阀，所述控制系统统被配置成使得所述第一阀及所述第二阀打开和关闭。

可能的优点可包括但不限于以下一者或多者。

蒸汽(即通过沸腾生成的气态H₂O)可以足够的量生成，以允许在研磨每个基板之前蒸汽加热研磨垫，并且蒸汽可在晶片间的一致压力下生成。研磨垫温度且因此研磨工艺温度可在晶片间基础上得以控制并且更加均匀，降低了晶片间的非均匀性(wafer-to-wafer non-uniformity；WIWNU)。过量蒸汽的生成可得以最小化，从而提高了能量效率。蒸汽可为基本上纯的气体，例如在蒸汽中几乎无或没有悬浮液体。此类蒸汽(也被称为干蒸汽)可以提供气态形式的H₂O，所述气态形式的H₂O与其他蒸汽替代品(诸如闪蒸蒸汽)相比，具有更高的能量传递及更低的液体含量。

此外，多余的蒸汽(诸如超过由蒸汽生成器的压力阀确定的压力设定点生成的蒸汽)可用于其他目的，例如，被引导至水箱中以加热水，然后可将水转移至化学机械研磨系统的各个部件。这还可降低用以生成蒸汽所需的功率量且因此提高功率效率。

在附图及以下描述中阐述一个或多个实现方式的细节。其他方面、特征及优点将从说明书和附图，以及从权利要求中显而易见。

附图说明

图1为化学机械研磨设备的示例研磨站的示意性俯视图。

图2为示例调节头蒸汽处理组件的示意性横截面图。

图3为示例蒸汽生成器的示意性横截面图。

具体实施方式