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
阅读：880发布：2022-05-19
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1.一种粒子清洁模块，包括：
外壳；
基板保持器，所述基板保持器设置在所述外壳中，所述基板保持器被配置成以垂直的取向保持基板，所述基板保持器可在第一轴线上旋转；
第一垫保持器，所述第一垫保持器设置在所述外壳中，所述第一垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向所述基板保持器的垫保持表面，所述第一垫保持器可在平行于所述第一轴线的第二轴线上旋转；
第一致动器，所述第一致动器可操作以相对于所述基板保持器移动所述第一垫保持器以改变在所述第一轴线与所述第二轴线之间所限定的距离；
第二垫保持器，所述第二垫保持器设置在所述外壳中，所述第二垫保持器具有以平行且间隔开的关系面向所述基板保持器的垫保持表面，所述第二垫保持器可在与所述第一轴线及所述第二轴线平行的第三轴线上旋转；以及
旋转臂组件，包括：
旋转臂，所述旋转臂与所述第一垫保持器耦接并且可操作以用于跨基板的表面扫掠所述第一垫保持器；以及
横向致动器机构，所述横向致动器机构用于朝向所述基板保持器移动所述旋转臂。
2.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
第三垫保持器，所述第三垫保持器设置在所述外壳中，所述第三垫保持器具有用于保持调节盘的垫保持表面，所述调节盘用于调节由所述第二垫保持器所保持的第二垫，所述第三垫保持器可在与所述第一轴线及所述第二轴线平行的第四轴线上旋转。
3.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述第二垫保持器的所述垫保持表面被定位成接触基板的排除区域及/或边缘部分。
4.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
第二致动器，所述第二致动器可操作以相对于所述基板保持器移动所述第二垫保持器以改变在所述第一轴线与所述第三轴线之间所限定的距离。
5.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
基板接收器，所述基板接收器设置在所述外壳中，所述基板接收器具有被配置成接收基板的基板接收槽。
6.如权利要求5所述的粒子清洁模块，其中所述基板接收器是可操作的以在与所述基板的中心线对准的第一位置和脱离所述基板的第二位置之间移动。
7.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述第一垫保持器具有小于所述基板保持器的直径的直径。
8.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述第二垫保持器具有小于所述基板保持器的直径的直径。
9.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述第二垫保持器具有为所述基板保持器的直径的八分之一的直径。
10.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述基板保持器是静电夹盘或真空夹盘。
11.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
基板旋转机构，所述基板旋转机构可操作以使所述基板保持器绕所述第一轴线旋转且所述基板旋转机构通过第一轴耦接至所述基板保持器。
12.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
数个喷雾棒，所述数个喷雾棒设置在所述外壳中且被配置成在所述外壳中分配清洁液。
13.如权利要求1所述的粒子清洁模块，其中所述外壳进一步包括被配置成允许机械手进出所述外壳的盖。
14.如权利要求1所述的粒子清洁模块，所述粒子清洁模块进一步包括：
凹穴，所述凹穴耦接至所述外壳且被配置成接收所述第一垫保持器。
15.一种用于清洁基板的方法，所述方法包括：
使以垂直取向设置的基板旋转；
向旋转的基板的表面提供清洁液；
抵靠所述旋转的基板的所述表面按压第一垫；
跨所述基板的所述表面沿着曲线路径移动所述第一垫；
向所述旋转的基板的排除区域、边缘部分或所述排除区域和所述边缘部分两者提供抛光液；
抵靠所述旋转的基板的所述排除区域、所述边缘部分或所述排除区域和所述边缘部分两者按压第二垫；以及
跨所述基板的所述排除区域、所述边缘部分或所述排除区域和所述边缘部分横向地移动所述第二垫。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，抵靠所述旋转的基板按压第一垫进一步包括使所述第一垫旋转。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，抵靠所述旋转的基板按压第二垫进一步包括使所述第二垫旋转。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在跨所述基板的所述表面沿着所述曲线路径移动所述第一垫之前将所述基板放置在兆声清洁模块中；
在跨所述基板的所述排除区域、所述边缘部分或所述排除区域和所述边缘部分两者横向地移动所述第二垫之后将所述基板放置在一个或多个刷模块中；
在将所述基板放置在所述一个或多个刷模块中之后将所述基板放置在干燥器中。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在将所述基板放置在兆声清洁模块中之前平面化所述基板的所述表面。
20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括：
在跨所述基板的所述表面沿着所述曲线路径移动所述第一垫之后并且在将所述基板放置在所述一个或多个刷模块中之前将所述清洁液提供给所述基板。
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
[0001] 背景
技术领域
[0003] 相关技术描述
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 因此，在本领域中需要改进的CMP工艺及清洁模块。
发明内容
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 在另一实现中，提供一种用于清洁基板的方法。该方法包括以下步骤：使以垂直取向设置的基板旋转；向旋转的基板的表面提供清洁液；抵靠旋转的基板按压第一垫；跨基板横向地移动第一垫；向旋转的基板的边缘部分提供抛光液；抵靠旋转的基板按压第二垫；以及跨基板的边缘横向地移动第二垫。抵靠旋转的基板按压第一垫可进一步包括使第一垫旋转。抵靠旋转的基板按压第一垫可进一步包括使第一垫旋转。该方法可进一步包括以下步骤：在跨基板横向地移动第一垫之前将基板放置在兆声清洁模块中；在跨基板的边缘横向地移动第二垫之后将基板放置在一个或多个刷模块中；以及在将基板放置在一个或多个刷模块中之后将基板放置在干燥器中。该方法可进一步包括在将基板放置在兆声清洁模块中之前平面化该基板的表面。该方法可进一步包括在跨基板横向地移动第一垫之后并且在将基板放置在一个或多个刷模块中之前将清洁液提供给基板。
[0012] 在又一个实现中，提供一种用于清洁基板的方法。该方法包括以下步骤：使以垂直取向设置的基板旋转；向旋转的基板的表面提供清洁液；抵靠旋转的基板按压第一垫；跨基板沿着曲线路径移动第一垫；向旋转的基板的排除区域及/或边缘部分提供抛光液；抵靠旋转的基板按压第二垫；以及跨基板的边缘横向地移动第二垫。附图说明
[0013] 以便可详细理解本发明的上述特征的方式，可通过参照实现来对于上文简要概述的本发明进行更详细的描述，该等实现中的一些实现图示于附图中。然而应注意的是，这些附图仅图示本发明的典型实现且因此不被视为限制本发明的范畴，因为本发明可允许其他同等有效的实现。
[0014] 图1是基板的一部分的横截面的示意图；
[0015] 图2示出了具有清洁系统的半导体基板化学机械平面化系统的俯视图，该清洁系统包括根据本文中所描述的实现的粒子清洁模块的一种实现；
[0016] 图3是根据本文中所描述的实现的在图2中所绘示的清洁系统的正视图；
[0017] 图4是根据本文中所描述的实现的在图2中所绘示的粒子清洁模块的截面图；
[0018] 图5是根据本文中所描述的实现的沿图4的剖面线5-5所取的粒子清洁模块的截面图；
[0019] 图6是根据本文中所描述的实现的沿图4的剖面线6-6所取的粒子清洁模块的截面图；
[0020] 图7是根据本文中所描述的实现的在图2的粒子清洁模块内使垫与由基板保持器所保持的基板啮合的垫保持器的俯视图；
[0021] 图8是其中设置有垫调节组件的粒子清洁模块的俯视示意图；
[0022] 图9A-9C是根据本文中所描述的实现的盘垫保持器的示意图；
[0023] 图10A-10D是根据本文中所描述的实现的盘垫保持器的示意图；
[0024] 图11是根据本文中所描述的实现的粒子清洁模块的另一实现的示意性截面图；
[0025] 图12是根据本文中所描述的实现的盘垫保持器的另一实现的横截面示意图；
[0026] 图13是根据本文中所描述的实现的图11的粒子清洁模块的另一示意图；
[0027] 图14是根据本文中所描述的实现的图11的粒子清洁模块的另一示意图；
[0028] 图15是示出了根据本文中所描述的实现的垫调节组件的另一实现的粒子清洁模块的一部分的示意图；以及
[0029] 图16是根据本文中所描述的实现的边缘垫抛光组件的另一实现的示意图。
[0030] 为了促进理解，已经在所有可能的地方使用相同的附图标记来指示诸图所共有的相同元件。另外，一个实现的元件可有利地适于在本文中所描述的其他实现中利用。
具体实施方式
[0031] 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。更特定言之，本发明的实现提供用于清洁及/或抛光基板的排除区域及/或边缘的改良方法及装置。氧化物CMP中所使用的研磨粒子(例如，氧化铈(CeO))难以使用传统的PVA刷洗涤移除且往往需要在抛光工具上的附加压板上执行磨光工艺。然而，即使利用抛光压板上的磨光，晶片边缘处(例如，≤2mm)的粒子仍非常难以移除。
[0032] 本文中所描述的某些实现提供一种清洁工艺，在该清洁工艺中，在粒子清洁之后在晶片的排除区域及/或边缘处执行液抛光。本发明的某些实现提供一种装置，在该装置中，在不影响设备区域中的抛光性能的情况下在晶片的排除区域及/或边缘处执行液抛光工艺。在下文被描述为粒子清洁模块的该装置有利地允许CMP系统的增加的利用及产量，同时降低有效地清洁基板所需的消耗品的数量及成本，如下文进一步描述的。
[0033] 粒子清洁模块具有可支撑整个晶片大小的晶片夹盘及直径小于50mm的盘刷保持器。晶片夹盘转速可大于500rpm并且盘刷保持器转速可大于1000rpm。软垫(诸如，Politex类型材料)可被用作清洁垫。可用压敏型黏合剂将清洁垫粘附在盘刷保持器的顶部上。在清洁工艺期间，通过晶片夹盘旋转晶片，且具有软垫的盘刷旋转且从晶片的中心扫掠至晶片的边缘，或反之亦然。可通过线性电机来控制软垫与晶片之间的接触压力及/或间隙。此运动可重复若干次直到从除晶片边缘处的≤2mm的边缘排除区处以外的大部分晶片表面移除研磨粒子。然后，执行抛光步骤，其中将抛光垫移动至晶片的边缘且将紧挨着抛光垫输送浆料，其中在抛光期间使晶片与垫旋转并接触。期望使抛光垫仅抛光排除区域及/或边缘区域而不触摸设备区域。抛光垫可以高速旋转以及在晶片的边缘来回扫掠。在某些实现中，期望具有单独的垫，亦即，用于从晶片的表面移除粒子的第一垫以及用于在输送局部浆料的晶片边缘处抛光的第二垫。
[0034] 在某些实现中，粒子清洁模块使用旋转臂来代替横向线性运动设计。盘/垫/流体喷射模块设计使用旋转臂运动概念来控制盘/垫/流体喷射以在晶片表面上扫描。通过使用旋转臂运动设计，处理罐密封及维修是较为容易的并且生产成本低于当前的横向线性运动盘/垫/流体喷射设计。
[0035] 在某些实现中，粒子清洁模块设计为多晶片处理提供常见设计布局。举例而言，通过替换盘、垫或流体喷射，该粒子清洁模块设计可在此常见模块中执行诸多类型的晶片清洁工艺。粒子清洁模块亦提供用于晶片边缘清洁及晶片斜角清洁的柔性边缘清洁盘/垫。盘/垫/流体喷射可进出移动以控制至晶片表面的处理力及距离。晶片上的盘/垫清洁压力可被设定为从0Lb至5Lb。此外，晶片真空夹盘设计提供对较高的盘/垫处理力的完整晶片支撑。晶片夹持器设计在处理及冲洗期间提供晶片的两侧(前侧及后侧)的晶片边缘接触。
[0036] 下文将参照可使用可购自加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)的化学机械抛光工艺设备(诸如，MIRRATM、MIRRA MESATM、REFLEXION LKTM及 GTTM化学机械平面化系统)来执行的平面化工艺及组成来描述本文中所描述的实现。其他平面化模块(包括使用处理垫、平面化腹板或以上的组合的平面化模块，以及使基板以旋转、线性或其他平面运动方式相对于平面化表面移动的平面化模块)亦可被适配成受益于本文中所描述的实现。另外，使用本文中所描述的方法或组成赋能化学机械抛光的任何系统可加以利用。以下装置描述是说明性的且不应被理解或解释为限制本文中所描述的实现的范畴。
[0037] 图1是基板100的一部分的横截面的示意图。参照图1，基板100可包括两个主要表面102a、102b及边缘104。基板100的每一个主要表面102a、102b可包括设备区域106a、106b及排除区域108a、108b。(然而通常，两个主要表面102a、102b中的仅一者将包括设备区域及排除区域。)排除区域108a、108b可用作设备区域106a、106b与边缘104之间的缓冲区。基板100的边缘104可包括外边缘110及斜角112、114。斜角112、114可被定位在外边缘110与两个主要表面102a、102b的排除区域108a、108b之间。本发明被适配成在不影响设备区域106a、
106b的情况下清洁及/或抛光基板100的外边缘110及至少一个斜角112、114。在一些实现中，亦可清洁或抛光排除区域108a、108b的全部或部分。
106b的情况下清洁及/或抛光基板100的外边缘110及至少一个斜角112、114。在一些实现中，亦可清洁或抛光排除区域108a、108b的全部或部分。
[0038] 图2图解说明具有清洁系统216的半导体基板化学机械平面化(CMP)系统200的俯视图，该清洁系统216包括本发明的粒子清洁模块282的一种实现。尽管示例性配置被提供用于图2中的CMP系统200及清洁系统216，但构想的是，本发明的粒子清洁模块282的实现可单独利用，或与具有替代性配置的清洁系统及/或具有替代性配置的CMP系统一起利用。
[0039] 除清洁系统216外，示例性CMP系统200通常亦包括工厂界面202、装载机械手204及平面化模块206。毗邻工厂界面202及平面化模块206设置装载机械手204以促进基板100在该工厂界面202与平面化模块206之间的传送。
[0040] 提供控制器208以促进对CMP系统200的模块的控制及集成。控制器208包括中央处理单元(CPU)210、存储器212及支持电路214。控制器208被耦接至CMP系统200的各个部件以促进对(例如)平面化清洁及传送工艺的控制。
[0041] 工厂界面202通常包括界面机械手220及一个或多个基板盒218。采用界面机械手220以在基板盒218、清洁系统216与输入模块224之间传送基板100。如将在下文进一步描述，输入模块224被定位成促进基板100在平面化模块206与工厂界面202之间的传送。
[0042] 可选地，可在设置在工厂界面202中的测量系统280中测试离开清洁系统216的经抛光的基板。测量系统280可包括光学测量设备，诸如可购自位于加利福尼亚州森尼维耳市的Nova测量仪器公司(Nova Measuring Instruments,Inc.)的NovaScan 420。测量系统280可包括用于促进基板自光学测量设备或其他测量设备的进入及外出的缓冲站(未图示)。在2001年6月12日授权给Pinson等人的美国专利第6,244,931号中描述了一个此类合适的缓冲器。
[0043] 平面化模块206包括至少一个CMP站。构想CMP站可被配置为电化学机械平面化站。在图2中所绘示的实现中，平面化模块206包括数个CMP站，这些CMP站被示为设置在环境控制外壳288中的第一站228、第二站230及第三站232。第一站228包括被配置成利用含研磨剂的抛光液来执行氧化物平面化工艺的常规CMP站。构想可替代地执行用于平面化其他材料的CMP工艺，包括使用其他类型的抛光液。因为CMP工艺本质上是常规的，所以为了简洁起见已省略对该CMP工艺的进一步描述。将在下文进一步详细地讨论第二站230及第三站232。
[0044] 示例性平面化模块206亦包括设置在机器底座240的上侧或第一侧238上的传送站236及旋转式传送带234。在一种实现中，传送站236包括输入缓冲站242、输出缓冲站244、传送机械手246及装载罩组件248。装载机械手204经配置以自输入模块224撷取基板且将基板传送至输入缓冲站242。装载机械手204亦被用于将经抛光的基板从输出缓冲站244返回至输入模块224，随后通过界面机械手220使经抛光的基板在被返回至耦接至工厂界面202的基板盒218之前从该输入模块224前进通过清洁系统216。传送机械手246被用于在缓冲站
242、244与装载罩组件248之间移动基板。
242、244与装载罩组件248之间移动基板。
[0045] 在一种实现中，传送机械手246包括两个夹持器组件，每个夹持器组件具有通过基板的边缘保持基板的气动夹持器手指。传送机械手246在将经处理的基板从装载罩组件248传送至输出缓冲站244的同时可同时地将待处理的基板从输入缓冲站242传送至装载罩组件248。在2000年12月5日授权给Tobin的美国专利申请第6,156,124号中描述了可加以利用的传送站的示例。
[0046] 旋转式传送带234设置在机器底座240的中心上。旋转式传送带234通常包括数个臂250，每个臂支撑抛光头组件252。以虚线示出在图2中所绘示的臂250中的两者，以使得可看见第一站228及传送站236的抛光垫226的平面化表面。旋转式传送带234是可转位的，以使得抛光头组件252可在平面化站228、230、232与传送站236之间移动。在1998年9月8日授权给Perlov等人的美国专利第5,804,507号中描述了可加以利用的一个旋转式传送带。
[0047] 清洁系统216从经抛光的基板移除在抛光之后余留的抛光碎片、研磨剂、抛光液及/或过量沉积材料。清洁系统216包括数个清洁模块260、基板处理器266、干燥器262及输出模块256。基板处理器266从输入模块224取回从平面化模块206返回的经处理的基板100并传送基板100通过数个清洁模块260及干燥器262。干燥器262干燥离开清洁系统216的基板并通过界面机械手220促进基板在清洁系统216与工厂界面202之间的传送。干燥器262可为旋转冲洗干燥器或其他适合的干燥器。可发现适合的干燥器262的一个示例作为MESATM或基板清洁器(Substrate Cleaner)的一部分，两者可购自加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials,Inc.)。
[0048] 在图2中所绘示的实现中，用于清洁系统216中的清洁模块260包括兆声清洁模块264A、粒子清洁模块282、第一刷模块264B及第二刷模块264C。然而，应理解，本发明的粒子清洁模块282可与结合具有一种或多种类型的模块的一个或多个模块的清洁系统一起使用。清洁模块260中的每一个被配置成处理垂直取向的基板，即，经抛光的表面处于基本上垂直的平面中的基板。垂直平面由垂直于图2中所示的X轴及Z轴的Y轴表示。下文将参照图4进一步详细讨论粒子清洁模块282。
[0049] 在操作中，以通过界面机械手220将基板100从基板盒218中的一个传送至输入模块224发起CMP系统200。装载机械手204随后将基板从输入模块224移动至平面化模块206的传送站236。将基板100载入至抛光头组件252中，以水平取向在抛光垫226上移动且抵靠抛光垫226进行抛光。一旦基板被抛光，经抛光的基板100便被返回至传送站236，装载机械手204可自该传送站236将基板100从平面化模块206传送至输入模块224，同时将基板旋转至垂直取向。基板处理器266随后从输入模块224取回基板，传送基板通过清洁系统216的清洁模块260。清洁模块260中的每一个被适配成在整个清洁工艺中将基板支撑在垂直取向中。
一旦被清洁，经清洁的基板100便前往输出模块256。通过界面机械手220将经清洁的基板
100返回至基板盒218中的一个，同时将经清洁的基板100返回至水平取向。可选地，界面机械手220可在基板返回至基板盒218中的一个之前将经清洁的基板传送至测量系统280。
一旦被清洁，经清洁的基板100便前往输出模块256。通过界面机械手220将经清洁的基板
100返回至基板盒218中的一个，同时将经清洁的基板100返回至水平取向。可选地，界面机械手220可在基板返回至基板盒218中的一个之前将经清洁的基板传送至测量系统280。
[0050] 尽管可利用任意合适的基板处理器，但在图2中所绘示的基板处理器266包括具有至少一个基板夹持器(图示两个基板夹持器274、276)的机械手268，该机械手268被配置成在输入模块224、清洁模块260与干燥器262之间传送基板。可选地，基板处理器266可包括第二机械手(未图示)，该第二机械手被配置成在最后的清洁模块260与干燥器262之间传送基板以减少交叉污染。
[0051] 在图2中所绘示的实现中，基板处理器266包括耦接至间壁(partition)258的轨道272，该间壁258将基板盒218及界面机械手220与清洁系统216分开。机械手268被配置成沿轨道272横向移动以促进对清洁模块260、干燥器262及输入和输出模块224、256的访问。
[0052] 图3绘示了根据本发明的一种实现的基板处理器266的正视图。基板处理器266的机械手268包括滑架302、安装板304及基板夹持器274、276。滑架302可滑动地安装在轨道272上且由致动器306沿平行于Z轴的由轨道272所限定的第一运动轴A1水平地驱动。致动器
306包括耦接至带310的电机308。滑架302被附连至带310。随着电机308使带310围绕被定位在清洁系统216的一端处的滑轮312前进时，滑架302沿轨道272移动以选择性地定位机械手
268。电机308可包括编码器(未图示)以协助将机械手268准确地定位在输入及输出模块
224、256及各个清洁模块260上。替代地，致动器306可为能够控制滑架302沿轨道272的位置的任意形式的旋转或线性致动器。在一种实现中，滑架302由具有带传动的线性致动器(诸如可从位于日本东京的THK有限公司(THK Co.,Ltd.)买到的GL15B线性致动器)驱动。
306包括耦接至带310的电机308。滑架302被附连至带310。随着电机308使带310围绕被定位在清洁系统216的一端处的滑轮312前进时，滑架302沿轨道272移动以选择性地定位机械手
268。电机308可包括编码器(未图示)以协助将机械手268准确地定位在输入及输出模块
224、256及各个清洁模块260上。替代地，致动器306可为能够控制滑架302沿轨道272的位置的任意形式的旋转或线性致动器。在一种实现中，滑架302由具有带传动的线性致动器(诸如可从位于日本东京的THK有限公司(THK Co.,Ltd.)买到的GL15B线性致动器)驱动。
[0053] 安装板304首先被耦接至滑架302。安装板304包括至少两个平行轨道316A-B，沿第二运动轴A2及第三运动轴A3独立地致动基板夹持器274、276沿该等平行轨道316A-B的位置。第二运动轴A2及第三运动轴A3垂直于第一轴A1取向且平行于Y轴。
[0054] 图4绘示了图2的粒子清洁模块282的截面图。粒子清洁模块282包括外壳402、基板旋转组件404、第一垫致动组件406及第二垫致动组件470。尽管示出了第一垫致动组件406及第二垫致动组件470，但应理解，可利用单个垫致动组件来执行本文中所描述的实现。举例而言，第一垫致动组件406及第二垫致动组件470可被定位于单独的外壳中。外壳402包括位于外壳的顶部处的开口408及位于外壳的底部418处的基板接收器410。通过外壳402的底部418形成排泄管468以允许从外壳402移除流体。开口408允许机械手268(在图4中未图示)将基板垂直地传送至限定在外壳402内的内部体积412。外壳402可任选地包括盖430，该盖430可打开及关闭以允许机械手268进出外壳402。
[0055] 基板接收器410具有面向上与Y轴平行的基板接收槽432。设计基板接收槽432的尺寸以接收基板100的周边，藉此允许基板处理器266的基板夹持器274、276中的一个以基本上垂直的取向将基板100放置在基板接收槽432中。基板接收器410被耦接至Z-Y致动器411。可致动Z-Y致动器411以在Y轴上向上移动基板接收器410以使设置在基板接收器410中的基板100的中心线与基板旋转组件404的中心线对准。一旦基板100的中心线与基板旋转组件
404的中心线对准，便可致动Z-Y致动器411以在Z轴上移动基板接收器410以使基板100接触基板旋转组件404，该Z-Y致动器411随后致动以将基板100夹持至基板旋转组件404。在基板
100已经被夹持至基板旋转组件404之后，可致动Z-Y致动器411以脱离基板100及基板旋转组件404而在Y轴上移动基板接收器410，以使得由基板旋转组件404所保持的基板100可在不接触基板接收器410的情况下旋转。
404的中心线对准，便可致动Z-Y致动器411以在Z轴上移动基板接收器410以使基板100接触基板旋转组件404，该Z-Y致动器411随后致动以将基板100夹持至基板旋转组件404。在基板
100已经被夹持至基板旋转组件404之后，可致动Z-Y致动器411以脱离基板100及基板旋转组件404而在Y轴上移动基板接收器410，以使得由基板旋转组件404所保持的基板100可在不接触基板接收器410的情况下旋转。
[0056] 基板旋转组件404被设置在外壳402中且包括耦接至基板旋转机构416的基板保持器414。基板保持器414可为静电夹盘、真空夹盘、机械夹持器或用于在于粒子清洁模块282内的处理期间旋转基板的同时牢固地保持基板100的任何其他合适的机构。较佳地，基板保持器414是静电夹盘或真空夹盘。
[0057] 图5是沿图4的剖面线5-5所获取的粒子清洁模块282的截面图，因此图解说明了基板保持器414的面504。参照图4及图5两者，基板保持器414的面504包括流体耦接至真空源497的一个或多个孔径502。真空源497是可操作的以在基板100与基板保持器414之间施加真空，藉此固定基板100与基板保持器414。一旦由基板保持器414保持基板100，基板接收器
410便在与Y轴平行的垂直方向上朝向外壳402的底部418向下移动以脱离基板，如图5中所见。基板接收器410可在水平方向上朝向外壳402的边缘420移动以进一步脱离基板。
410便在与Y轴平行的垂直方向上朝向外壳402的底部418向下移动以脱离基板，如图5中所见。基板接收器410可在水平方向上朝向外壳402的边缘420移动以进一步脱离基板。
[0058] 基板保持器414通过第一轴423耦接至基板旋转机构416，该第一轴423延伸通过穿过外壳402所形成的孔424。孔424可任选地包括密封构件426以在第一轴423与外壳402之间提供密封。由基板旋转机构416可控制地旋转基板保持器414。基板旋转机构416可为电动机、空气马达或适用于旋转基板保持器414及夹持至该基板保持器414的基板100的任何其他电机。基板旋转机构416被耦接至控制器208。在操作中，基板旋转机构416旋转第一轴423，该第一轴423旋转基板保持器414及固定至该基板保持器414的基板100。在一种实现中，基板旋转机构416以至少500转每分钟(rpm)的速率旋转基板保持器414(及基板100)。
[0059] 第一垫致动组件406包括垫旋转机构436、垫清洁头438及横向致动器机构442。垫清洁头438位于外壳402的内部体积412中且包括保持垫444的第一垫保持器434及流体输送喷嘴450。流体输送喷嘴450被耦接至流体输送源498，该流体输送源498在清洁基板100期间将去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给垫444。可将盖430移动至关闭流体输送喷嘴450上方的外壳402的开口408的位置以防止流体在处理期间从外壳402旋转出。
[0060] 第一垫保持器434的中心线可与基板保持器414的中心线对准。第一垫保持器434(及垫444)具有远小于基板100的直径的直径，例如至少小于基板的直径的一半或甚至小于基板的直径的约八分之一那么多。在一种实现中，第一垫保持器434(及垫444)可具有小于约25mm的直径。第一垫保持器434可利用夹子、真空、粘合剂或允许随着在清洁多个基板100之后垫444变得磨损而周期性地替换垫444的其他合适技术来保持垫444。
[0061] 垫444可由聚合物材料制造，该聚合物材料诸如多孔橡胶、聚氨酯等，例如，可购自特拉华州纽瓦克市的Rodel公司的POLYTEXTM垫。在一种实现中，垫保持器434可被用于保持刷子或任何其他合适的清洁设备。第一垫保持器434通过第二轴446耦接至垫旋转机构436。第二轴446被取向成与Z轴平行且从内部体积412延伸通过穿过外壳402所形成的细长狭缝到达垫旋转机构436。垫旋转机构436可为电动机、空气马达，或用于抵靠基板旋转第一垫保持器434及垫444的任何其他合适的电机。垫旋转机构436被耦接至控制器208。在一种实现中，垫旋转机构436以至少约1000rpm的速率旋转第一垫保持器434(及垫444)。
[0062] 垫旋转机构436通过轴向致动器440耦接至托架454。轴向致动器440被耦接至控制器208或其他合适的控制器并且是可操作的以沿Z轴移动第一垫保持器434以抵靠并脱离由基板保持器414所保持的基板100而移动垫444。轴向致动器440可为盘饼形圆筒、线性致动器或用于在与Z轴平行的方向上移动第一垫保持器434的任何其他合适的机构。在操作中，在基板保持器414与基板接触并保持该基板之后，轴向致动器440在Z方向上驱动第一垫保持器434以与基板100接触。
[0063] 如图6中所绘示，托架454经由滑架456及轨道458通过横向致动器机构442耦接至底座462，这允许垫清洁头438在与X轴平行的方向上横向地移动。滑架456可滑动地安装在轨道458上且由横向致动器机构442水平地驱动以在基板100上扫描垫444。横向致动器机构442可为导螺杆、线性致动器或用于水平地移动垫清洁头438的任何其他合适的机构。横向致动器机构442被耦接至控制器208或其他合适的控制器。
[0064] 第二垫致动组件470包括垫旋转机构472、垫抛光头474及横向致动器机构476。垫抛光头474位于外壳402的内部体积412中且包括保持抛光垫480的第二垫保持器478及流体输送喷嘴482。流体输送喷嘴450被耦接至流体输送源484，该流体输送源484在基板100的排除区域及/或边缘区域的抛光期间将抛光液、去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给抛光垫480。可将盖430移动至关闭流体输送喷嘴482上方的外壳402的开口408的位置以防止流体在处理期间从外壳402旋转出。
[0065] 第二垫保持器478的中心线可与基板100的边缘对准。第二垫保持器478(及抛光垫480)具有远小于基板100的直径的直径，例如至少小于基板的直径的一半或甚至小于基板的直径的约八分之一那么多。在一种实现中，第二垫保持器478(及抛光垫480)可具有小于约50mm的直径。第二垫保持器478可利用夹子、真空、粘合剂或允许随着在抛光多个基板100的边缘之后抛光垫480变得磨损而周期性地替换抛光垫480的其他合适技术来保持抛光垫
480。
480。
[0066] 抛光垫480可由聚合物材料制造，该聚合物材料诸如多孔橡胶、聚氨酯等，例如，可购自特拉华州纽瓦克市的Rodel公司的POLYTEXTM垫。抛光垫480可为固定的研磨垫。第二垫保持器478通过第三轴486耦接至垫旋转机构472。第三轴486被取向成与Z轴平行且从内部体积412延伸通过穿过外壳402所形成的细长狭缝到达垫旋转机构472。垫旋转机构472可为电动机、空气马达，或用于抵靠基板100旋转第二垫保持器478及抛光垫480的任何其他合适的电机。垫旋转机构472被耦接至控制器208。在一种实现中，垫旋转机构472以至少约1000rpm的速率旋转第二垫保持器478(及抛光垫480)。
[0067] 垫旋转机构472通过轴向致动器490耦接至托架488。轴向致动器490被耦接至控制器208或其他合适的控制器并且是可操作的以沿Z轴移动第二垫保持器478以抵靠并脱离由基板保持器414所保持的基板100而移动抛光垫480。轴向致动器490可为盘饼形圆筒、线性致动器或用于在与Z轴平行的方向上移动第二垫保持器478的任何其他合适的机构。在操作中，在基板保持器414与基板接触并保持该基板之后，轴向致动器490在Z方向上驱动第二垫保持器478以与基板100接触。
[0068] 如图6中所绘示，托架488经由滑架494及轨道496通过横向致动器机构476耦接至底座492，这允许垫抛光头474在与X轴平行的方向上横向地移动。滑架494可滑动地安装在轨道496上且由横向致动器机构476水平地驱动以在基板100上扫描抛光垫480。横向致动器机构476可为导螺杆、线性致动器或用于水平地移动垫抛光头474的任何其他合适的机构。横向致动器机构476被耦接至控制器208或其他合适的控制器。
[0069] 在粒子清洁模块282中跨基板100扫描垫444已有效地证明了从基板100的表面有效地移除粒子(诸如，来自抛光液的研磨剂)的能力。此外，跨排除区域及/或边缘区域上扫描抛光垫480已证明了从基板100的表面(例如，基板的排除区域及/或边缘区域)有效地移除粒子(诸如，研磨剂、过量沉积材料及/或抛光液)的能力。因此，除粒子清洁外亦包括在晶片边缘处的抛光步骤已有效地证明了边缘缺陷改进。因此，基本上消除了对抛光模块上的专用磨光站的需求。
[0070] 图7是使垫444及垫480分别与由基板保持器414所保持的基板100啮合(engage)的第一垫保持器434及第二垫保持器478的侧视图。在操作中，关于第一垫保持器434，轴向致动器440促使垫444抵靠由基板旋转机构416所旋转的基板100，同时垫旋转机构436使垫444旋转。横向致动器机构442使第一垫保持器434及垫444在水平方向上跨基板100的表面移动。当垫444与基板100接触时，流体输送喷嘴450将去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体中的至少一个提供给正在由垫444处理的基板100的表面。因此，垫444以最小移动清洁基板的表面。
[0071] 在操作中，关于第二垫保持器478，轴向致动器490促使抛光垫480抵靠由基板旋转机构416所旋转的基板100，同时垫旋转机构472使抛光垫480旋转。横向致动器机构476使第二垫保持器478及抛光垫480在水平方向上跨基板100的表面移动。当抛光垫480与基板100的排除区域及/或边缘区域接触时，流体输送喷嘴482将抛光液、去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体中的至少一个提供给正在由抛光垫480处理的基板100的表面。因此，垫444以最小移动清洁基板的边缘。
[0072] 应理解，尽管图7绘示了同时接触基板100的垫444及抛光垫480，但本文中所描述的实现不需要由垫444及抛光垫480对基板的同时接触。举例而言，可相对于由抛光垫480所执行的边缘抛光工艺(例如，在之前及/或之后)顺序地执行由垫444所执行的粒子清洁工艺。
[0073] 本发明的一个优势是与基板100的尺寸相比垫444及480的相对较小的尺寸。常规系统使用被定位于抛光模块上的大的垫来清洁较小的基板，其中基板与垫百分百接触。大的垫易于捕获常常在基板中引起划痕及缺陷的研磨剂及微粒。然而，本发明的较小的垫显著地较不易于研磨剂及微粒捕获，此举有利地产生较清洁的垫及具有较少划痕及缺陷的基板。另外，本发明的较小的垫显著地降低消耗品的成本，包括在处理期间所利用的流体的量及替换垫的成本两方面。此外，本发明的较小的垫显著地允许容易地移除或替换垫。
[0074] 返回参照图6，一旦基板被清洁且基板的边缘已经被抛光，垫致动组件406、470就远离基板100而缩回垫保持器434、478及垫444、480(以虚线图示)。第一垫保持器434及垫444可在与X轴平行的方向上远离基板线性地移动且从外壳402的内部体积412离开以进入耦接至外壳402的凹穴604。将第一垫保持器434及垫444定位在如图6中的虚线所示的凹穴
604中且定位在外壳402的内部体积412之外的步骤有利地为机械手268进入外壳402并传送基板提供更多的空间而没有损坏垫444或基板100的风险，同时允许外壳402更小且更便宜。
604中且定位在外壳402的内部体积412之外的步骤有利地为机械手268进入外壳402并传送基板提供更多的空间而没有损坏垫444或基板100的风险，同时允许外壳402更小且更便宜。
[0075] 基板传送在清洁之后通过使基板接收器410在与Y轴平行的方向上向上移动以使基板100啮合在基板接收槽432中而开始。一旦基板被设置在基板接收槽432中，基板保持器414就通过关闭由真空源497所提供的真空且可选地提供气体通过基板保持器414的孔径
502以使基板与基板保持器414分开来释放基板100。随后使具有设置在基板接收槽432中的基板100的基板接收器410在与Z轴平行的方向上远离基板保持器414而横向地移动以使基板100与基板保持器414脱离。机械手268的基板夹持器274、276中的一个从基板接收器410取回基板100并从外壳402移除基板100。可选的顶部喷雾棒464及底部喷雾棒466横跨内部体积412进行定位且可利用去离子水或任何其他合适的流体喷洒基板100以在通过机械手
268从粒子清洁模块282中移除基板100时清洁基板100。喷雾棒464、466中的至少一个可被用于在抵靠基板接收器410夹持之前弄湿基板100以移除可潜在地刮擦基板的背侧的粒子和/或改进通过基板接收器410的夹持。喷雾棒464、466可被耦接至不同的流体源499、500，以使得可将不同的流体提供给喷雾棒464、466中的每一个，或喷雾棒464、466两者皆可被耦接至单个流体输送源。
502以使基板与基板保持器414分开来释放基板100。随后使具有设置在基板接收槽432中的基板100的基板接收器410在与Z轴平行的方向上远离基板保持器414而横向地移动以使基板100与基板保持器414脱离。机械手268的基板夹持器274、276中的一个从基板接收器410取回基板100并从外壳402移除基板100。可选的顶部喷雾棒464及底部喷雾棒466横跨内部体积412进行定位且可利用去离子水或任何其他合适的流体喷洒基板100以在通过机械手
268从粒子清洁模块282中移除基板100时清洁基板100。喷雾棒464、466中的至少一个可被用于在抵靠基板接收器410夹持之前弄湿基板100以移除可潜在地刮擦基板的背侧的粒子和/或改进通过基板接收器410的夹持。喷雾棒464、466可被耦接至不同的流体源499、500，以使得可将不同的流体提供给喷雾棒464、466中的每一个，或喷雾棒464、466两者皆可被耦接至单个流体输送源。
[0076] 返回参照图2的平面化模块206，第二站230及第三站232两者皆可被用于执行CMP工艺，因为粒子清洁模块282基本上消除了对如在常规系统中所需的设置在第二站230和第三站232之一中的磨光垫的需要。由于第二站230及第三站232要被用于CMP工艺，因而粒子清洁模块282的使用有利地增加了CMP系统200的产量。粒子清洁模块282的垂直的基板取向亦是有利的，因为与在抛光模块上所利用的传统的水平设计相比，其在更紧凑的占据面积中移除粒子。
[0077] 此外，粒子清洁模块282有效地清洁基板并减小第一刷模块264B及第二刷模块264C的刷上的微粒的装载。因此，有利地增加了第一刷模块264B及第二刷模块264C中的刷的使用寿命。因此，粒子清洁模块移除了尤其难以在不需要抛光模块中的磨光站的情况下移除抛光液且同时释放第二站及/或第三站以用于附加的CMP站以增加平面化系统的产量。
[0078] 在一些实现中，可由控制器208控制用于旋转基板100的(多个)驱动器及用于推动垫及/或抛光膜抵靠基板的表面或基板边缘的边缘的致动器。同样地，流体输送喷嘴450、482的操作亦可在控制器208的引导下。控制器208可被适配成从驱动器及/或致动器接收指示以下的反馈信号：(1)经施加以驱动基板100(例如，旋转保持基板100的真空夹盘)的能量及/或扭矩的量；及/或(2)分别施加至致动器以推动垫444、480抵靠基板100的力的量。这些反馈信号可被用于确定已从基板100移除的材料的量，此确定可包括(例如)是否已移除特定材料层及/或是否已达到预期的边缘轮廓。举例而言，在抛光工序期间旋转基板100的扭矩(或使基板100旋转所耗费的能量)的减少可指示基板100与垫444、480之间的摩擦力的减少。扭矩或旋转能量的减少可对应于在基板100与垫444、480之间的接触点处或附近从基板
100的边缘移除的材料的量及/或特性边缘轮廓(例如，在基板100的边缘处的形状、曲率或光滑程度)。
100的边缘移除的材料的量及/或特性边缘轮廓(例如，在基板100的边缘处的形状、曲率或光滑程度)。
[0080] 在一些实现中，垫444、480可具有顺从基板的边缘的可调节的量的能力。在某些实现中，可选择垫材料，以使得垫444、480具有顺从基板的边缘的可调节的量的能力。在某些实现中，垫444、480可为或包括可膨胀的囊状物，以使得通过添加更多的空气或液体或其他流体，垫变得更硬，并且通过减少囊状物中的空气或液体或其他流体的量，垫变得更顺从。在一些实现中，流体供应器可在操作者或经编程的及/或使用者操作的控制器的引导下使囊状物膨胀/紧缩。在这样的实现中，诸如硅橡胶或诸如此类的弹性材料可被用于囊状物以进一步增强垫伸展并顺从基板的边缘的能力。这样的实现将允许操作者/控制器通过(例如)限制泵入囊状物的流体的量来精确地控制使抛光垫480超过排除区域108a及/或108b多远且进入斜角112、114(若有)多远(参见图1)以接触基板100。举例而言，一旦抵靠具有紧缩的囊状物的所述垫444而放置基板外边缘110，便可使囊状物膨胀以使得垫444被迫卷绕并顺从基板100的外边缘110及(多个)斜角112、114而没有卷绕至基板100的设备区域106a、
106b。
106b。
[0081] 图8是其中设置有垫调节组件810和零间隙校准传感器的粒子清洁模块282的俯视示意图，该垫调节组件810用于调节垫444并且该零间隙校准传感器具有被定位用于检测垫444的位置的传感器头820a、820b。粒子清洁模块282亦包括用于朝向粒子清洁模块282的各个部件引导清洁液(例如，去离子水)的一对清洁喷嘴830a及830b以及用于朝向抛光垫480引导清洁液(例如，去离子水)以从抛光垫480调节并移除碎片的喷雾喷嘴840。如图11中所绘示，第二垫致动组件1170不与图4中所绘示的第二垫致动组件470一样在横向方向上移动。
[0082] 零间隙校准传感器的传感器头820a、820b可与控制器208耦接。零间隙校准传感器被配置成检测垫444相对于基板100的表面的位置。
[0083] 图9A-9C是根据本文中所描述的实现的第一垫致动组件406的示意图。图10A-10D是根据本文中所描述的实现的第一垫致动组件406的示意图。
[0084] 图9A是粒子清洁模块282的部分示意图，其中垫调节组件810包括用于朝向第一垫致动组件406的垫444引导清洁液的高压喷雾喷嘴905。垫调节组件810被定位成毗邻基板保持器414，以使得第一垫致动组件406可沿轨道458横向移动至可由垫调节组件810访问垫444所处的基板保持器414的一侧。
[0085] 参照图9B、图9C、图10B、图10C及图10D，第一垫致动组件406包括第一垫保持器组件910、用于将第一垫保持器434与第一垫保持器组件910耦接的适配器920。第一垫保持器组件910可与垫旋转机构436的电机轴925耦接。第一垫保持器组件910可经由一个或多个附连机构930(例如，夹紧螺钉)与垫旋转机构436耦接。适配器920可经由一个或多个附连机构940(例如，锁定销)与第一垫保持器组件910耦接。第一垫保持器434可经由一个或多个附连机构950(例如，锁定螺钉)与适配器920耦接。
[0086] 第一垫保持器434可从适配器920移除以供替换。为了替换垫444，仅需松开附连机构950并且可在没有移除第一垫保持器组件910及适配器920的情况下移除第一垫保持器434及垫444。在某些实现中，在不使用适配器的情况下使第一垫保持器组件910与第一垫保持器434直接耦接。力控制机构960(例如，压缩弹簧)可被定位于适配器920与第一垫保持器
434之间。
434之间。
[0087] 图10A是第一垫致动组件406的一种实现的示意性透视图。第一垫致动组件406与轨道458耦接。如由箭头1010所绘示，第一垫致动组件406可沿轨道458移动。第一垫致动组件406亦与第二轨道1030耦接以用于第一垫致动组件406在由箭头1020所示的方向上的移动。在由箭头1020所示的方向上的移动允许垫444接触基板100以用于抛光并清洁基板并且亦允许垫444接触垫调节组件810以用于调节垫444。
[0088] 图11是根据本文中所描述的实现的粒子清洁模块1100的另一实现的示意性截面图。可使用粒子清洁模块1100来代替在先前讨论的实现中及该等先前讨论的实现的粒子清洁模块282。类似于粒子清洁模块282，粒子清洁模块1100包括外壳1102、基板旋转组件404、第一垫致动组件1106及第二垫致动组件1170。然而，不同于粒子清洁模块282，粒子清洁模块1100的第一垫致动组件1106包括旋转臂组件1108且第二垫致动组件1170是静止的(例如，不像第二致动组件470一样沿轨道横向移动)。尽管图示了第一垫致动组件1106及第二垫致动组件1170，但应理解，可利用单个垫致动组件来执行本文中所描述的实现。举例而言，第一垫致动组件1106及第二垫致动组件1170可被定位于单独的外壳中。外壳1102包括位于外壳的顶部处的开口(未图示)及位于外壳1102的底部1118处的基板接收器410。通过外壳1102的底部1118形成排泄管1168以允许从外壳1102移除流体。开口允许机械手268(在图11中未图示)将基板垂直地传送至限定在外壳1102内的内部体积1112。外壳1102可任选地包括盖1104，该盖1104可打开及关闭以允许机械手268进出外壳1102。
[0089] 基板接收器410具有面向上与Y轴平行的基板接收槽(在图11中未图示)。设计接收槽的尺寸以接收基板100的周边，藉此允许基板处理器266的基板夹持器274、276(参见图3)中的一者以基本上垂直的取向将基板100放置在接收槽中。基板接收器410被耦接至Z-Y致动器411。可致动Z-Y致动器411以在Y轴上向上移动基板接收器410，以使设置在基板接收器410中的基板100的中心线与基板旋转组件404的中心线对准。一旦基板100的中心线与基板旋转组件404的中心线对准，便可致动Z-Y致动器411以在Z轴上移动基板接收器410以使基板100接触基板旋转组件404，该Z-Y致动器411随后致动以将基板100夹持至基板旋转组件
404。在基板100已经被夹持至基板旋转组件404之后，可致动Z-Y致动器411以脱离基板100及基板旋转组件404而在Y轴上移动基板接收器410，以使得由基板旋转组件404所保持的基板100可在不接触基板接收器410的情况下旋转。
404。在基板100已经被夹持至基板旋转组件404之后，可致动Z-Y致动器411以脱离基板100及基板旋转组件404而在Y轴上移动基板接收器410，以使得由基板旋转组件404所保持的基板100可在不接触基板接收器410的情况下旋转。
[0090] 基板旋转组件404被设置在外壳1102中且包括耦接至基板旋转机构416的基板保持器414。基板保持器414可为静电夹盘、真空夹盘、机械夹持器或用于在于粒子清洁模块1100内的处理期间旋转基板的同时牢固地保持基板100的任何其他合适的机构。较佳地，基板保持器414是静电夹盘或真空夹盘。
[0091] 第一垫致动组件1106包括垫旋转机构436、垫清洁头438及旋转臂组件1108。垫清洁头438位于外壳1102的内部体积1112中且包括保持垫444的第一垫保持器434及流体输送喷嘴450。流体输送喷嘴450被耦接至流体输送源498，该流体输送源498在清洁基板100期间将去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给垫444。
[0092] 第一垫保持器434(及垫444)具有远小于基板100的直径的直径，例如至少小于基板的直径的一半或甚至小于基板的直径的约八分之一那么多。在一种实现中，第一垫保持器434(及垫444)可具有小于约25mm的直径。第一垫保持器434可利用夹子、真空、粘合剂或允许随着在清洁多个基板100之后垫444变得磨损而周期性地替换垫444的其他合适技术来保持垫444。
[0093] 垫444可由聚合物材料制造，该聚合物材料诸如多孔橡胶、聚氨酯等，例如，可购自特拉华州纽瓦克市的Rodel公司的POLYTEXTM垫。在一种实现中，第一垫保持器434可被用于保持刷或任何其他合适的清洁设备。第一垫保持器434通过第二轴446耦接至垫旋转机构436。第二轴446被取向成与Z轴平行且从内部体积1112延伸通过穿过外壳402所形成的细长狭缝到达垫旋转机构436。垫旋转机构436可为电动机、空气马达，或用于抵靠基板旋转第一垫保持器434及垫444的任何其他合适的电机。垫旋转机构436被耦接至控制器208。在一种实现中，垫旋转机构436以至少约1000rpm的速率旋转第一垫保持器434(及垫444)。
[0094] 垫旋转机构436通过轴向致动器440耦接至托架454。轴向致动器440被耦接至控制器208或其他合适的控制器并且是可操作的以沿Z轴移动第一垫保持器434以抵靠并脱离由基板保持器414所保持的基板100而移动垫444。轴向致动器440可为盘饼形圆筒、线性致动器或用于在与Z轴平行的方向上移动第一垫保持器434的任何其他合适的机构。在操作中，在基板保持器414与基板接触并保持该基板之后，轴向致动器440在Z方向上驱动第一垫保持器434以与基板100接触。
[0095] 旋转臂组件1108包括旋转臂1180、旋转臂旋转电机1150、用于朝向基板100移动旋转臂1180的横向致动器机构1182。横向致动器机构1182可包括在圆筒1184中/外的盘垫臂，该盘垫臂与弹簧1186耦接以用于力控制及阻尼。
[0096] 第二垫致动组件1170包括垫旋转机构472及垫抛光头474。垫抛光头474位于外壳1102的内部体积1112中且包括保持垫480的第二垫保持器478及流体输送喷嘴482。流体输送喷嘴482被耦接至流体输送源484，该流体输送源484在基板100的排除区域及/或边缘区域的抛光期间将抛光液、去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给垫480。
[0097] 第二垫保持器478的中心线可与基板100的边缘对准。第二垫保持器478(及抛光垫480)具有远小于基板100的直径的直径，例如至少小于基板的直径的一半或甚至小于基板的直径的约八分之一那么多。在一种实现中，第二垫保持器478(及抛光垫480)可具有小于约50mm的直径。第二垫保持器478可利用夹子、真空、粘合剂或允许随着在抛光多个基板100的边缘之后抛光垫480变得磨损而周期性地替换抛光垫480的其他合适技术来保持抛光垫
480。
480。
[0098] 抛光垫480可由聚合物材料制造，该聚合物材料诸如多孔橡胶、聚氨酯等，例如，可购自特拉华州纽瓦克市的Rodel公司的POLYTEXTM垫。抛光垫480可为固定的研磨垫。第二垫保持器478通过第三轴486耦接至垫旋转机构472。第三轴486被取向成与Z轴平行且从内部体积1112延伸通过穿过外壳1102所形成的细长狭缝到达垫旋转机构472。垫旋转机构472可为电动机、空气马达，或用于抵靠基板100旋转第二垫保持器478及抛光垫480的任何其他合适的电机。垫旋转机构472被耦接至控制器208。在一种实现中，垫旋转机构472以至少约1000rpm的速率旋转第二垫保持器478(及抛光垫480)。
[0099] 垫旋转机构472通过轴向致动器490耦接至托架488。轴向致动器490被耦接至控制器208或其他合适的控制器并且是可操作的以沿Z轴移动第二垫保持器478以抵靠并脱离由基板保持器414所保持的基板100而移动抛光垫480。轴向致动器490可为盘饼形圆筒、线性致动器或用于在与Z轴平行的方向上移动第二垫保持器478的任何其他合适的机构。在操作中，在基板保持器414与基板接触并保持该基板之后，轴向致动器490在Z方向上驱动第二垫保持器478以与基板100接触。
[0100] 在粒子清洁模块1100中跨基板100扫描垫444已有效地证明了从基板100的表面有效地移除粒子(诸如，来自抛光液的研磨剂)的能力。此外，跨排除区域及/或边缘区域扫描抛光垫480已证明了从基板100的表面(例如，基板的排除区域及/或边缘区域)有效地移除粒子(诸如，研磨剂、过量沉积材料及/或抛光液)的能力。因此，除粒子清洁外亦包括在晶片边缘处的抛光步骤已有效地证明了边缘缺陷改进。因此，基本上消除了对抛光模块上的专用磨光站的需求。
[0101] 图12是根据本文中所描述的实现的盘垫保持器的另一实现的横截面示意图。
[0102] 图13是根据本文中所描述的实现的图11的粒子清洁模块1100的另一示意图。图13绘示了旋转臂1180沿着由箭头1310所图示的曲线路径的扫掠运动。
[0103] 图14是根据本文中所描述的实现的图11的粒子清洁模块1100的另一示意图。图14绘示了旋转臂1180及附连垫444沿着箭头1310的扫掠运动以与垫调节组件810及垫清洁喷雾喷嘴1402互动以将清洁液(例如，去离子水)输送至垫444的表面。用于检测基板100的存在的传感器1404被定位于基板接收器410上。
[0104] 图15是粒子清洁模块的一部分的示意图，图解说明了根据本文中所描述的实现的垫调节组件810的另一实现。垫调节组件810包括用于旋转调节垫1580并朝向待调节的垫在轴向方向1504上移动调节垫1580的调节垫致动组件1570。调节垫1580可为调节盘。调节垫致动组件1570包括垫旋转机构1572及垫抛光头1574。垫抛光头1574位于外壳1102的内部体积1112中且包括保持调节垫1580的垫保持器1578及流体输送喷嘴1502。流体输送喷嘴1502被耦接至流体输送源1584，该流体输送源1584在垫444的调节期间将抛光液、去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给调节垫1580。
[0105] 图16是根据本文中所描述的实现的边缘垫抛光组件1600的另一实现的示意图。可使用边缘垫抛光组件1600来代替第二垫致动组件470或第二垫致动组件1170。边缘垫抛光组件1600在如箭头1602所图示的1度与10度之间是可调节的，此情况提供对基板100的边缘的更好的访问以用于改进的清洁。
[0106] 边缘垫抛光组件1600包括垫旋转机构1672、垫抛光头1674及轴向致动器机构1690。垫抛光头1674位于外壳1102的内部体积1112中且包括保持抛光垫1680的边缘垫保持器1678及流体输送喷嘴。该流体输送喷嘴被耦接至流体输送源，该流体输送源在基板100的排除区域及/或边缘区域的抛光期间将抛光液、去离子水、化学溶液或任何其他合适的流体提供给抛光垫1680。
[0107] 边缘垫保持器1678的中心线可与基板100的边缘对准。边缘垫保持器1678(及抛光垫1680)具有远小于基板100的直径的直径，例如至少小于基板的直径的一半或甚至小于基板的直径的约八分之一那么多。在一种实现中，边缘垫保持器1678(及抛光垫1680)可具有小于约50mm的直径。边缘垫保持器1678可利用夹子、真空、粘合剂或允许随着在抛光多个基板100的边缘之后抛光垫1680变得磨损而周期性地替换抛光垫1680的其他合适技术来保持抛光垫1680。
[0108] 抛光垫1680可由聚合物材料制造，该聚合物材料诸如多孔橡胶、聚氨酯等，例如，可购自特拉华州纽瓦克市的Rodel公司的POLYTEXTM垫。抛光垫1680可为固定的研磨垫。边缘垫保持器1678通过轴1686耦接至垫旋转机构1672。垫旋转机构1672可为电动机、空气马达，或用于抵靠基板100旋转边缘垫保持器1678及抛光垫1680的任何其他合适的电机。垫旋转机构1672被耦接至控制器208。在一种实现中，垫旋转机构1672以至少约1000rpm的速率旋转边缘垫保持器1678(及抛光垫1680)。
[0109] 垫旋转机构1672可通过轴向致动器1690耦接至托架(未图示)。轴向致动器1690被耦接至控制器208或其他合适的控制器并且是可操作的以沿Z轴移动边缘垫保持器1678以抵靠由基板保持器414所保持的基板100的边缘而移动抛光垫1680。轴向致动器1690可为盘饼形圆筒、线性致动器或用于在与Z轴平行的方向上移动边缘垫保持器1678的任何其他合适的机构。在操作中，在基板保持器414与基板接触并保持该基板之后，轴向致动器1690在Z方向上驱动边缘垫保持器1678以与基板100接触。
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