CN101407039B - 一种防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法。可有效解决研磨机台上的机械头上研磨料的聚合引起研磨晶圆的缺陷问题。所述喷水装置包括两个喷水部件，所述两个喷水部件都包括进水孔，数个喷水孔，底座，支架，以及卡孔和水管；所述数个喷水孔位于支架上，所述卡孔位于底座底部，所述支架一端固定在底座上，另一端固定在研磨机台上，所述水管具有三端，其中两端分别连接两喷水部分的进水孔，另一端连接研磨机台的保湿装置接口。利用喷水装置对晶圆装卸区机械头的两侧边和底边进行清洗和保湿。采用本发明可去除留在机械头侧边及底边研磨料的聚合物，同时保持机械头的湿润防止重新溅射到研磨台机械头上的研磨料的聚合。

Description

一种防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及半导体工艺制程中化学机械抛光工序，尤其涉及机械抛光的研磨过程中一种防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法。 

背景技术

在半导体工艺制程中，化学机械抛光是很重要的一道工序。现今化学机械抛光过程主要通过研磨机台实现。研磨机台通常包括一个具有数个接口的保湿装置，研磨机台控制单元。研磨机台的保湿装置接口是和去离子水源相通，其开启和关闭受研磨机台控制单元控制。

整个机台会分为数个研磨区和一个晶圆装卸区，每个研磨区和晶圆装卸区都会有机械头(cross)。每个机械头下都装载了研磨头。在每个研磨区内对应的研磨头下面都会对应放置研磨垫，同时每个研磨垫都有注入研磨料的装置用于在研磨垫和研磨头之间注入研磨料。晶圆装卸区会有用于移出已研磨好的晶圆和移入未研磨的晶圆机械交换手。

图1为研磨机台研磨区和晶圆装卸区示意图，它分为数个研磨区和一个晶圆装卸区。每个研磨区下都有研磨垫15，研磨区和装卸区均有机械头14，每个机械头下都装有研磨头，研磨头上固定着晶圆。机械头可定时转到不同的研磨区，从而进行不同研磨工序，也可只经过选择的研磨区，然后转到晶圆装卸区。晶圆装卸区还有机械交换手16进行晶圆装卸和转移工序。

在研磨时，随着研磨料的注入，机械头会控制研磨头相对研磨垫旋转，此时研磨料会很容易从研磨头和研磨垫之间溅射出来。溅射出来的研磨料会溅到研磨垫上方的机械头上。

研磨机台一般是配有喷水装置的。在研磨区之间，研磨区和晶圆装卸区之间都有喷水装置。当研磨台停止工作时，这些喷水装置会启动清洗这些机械头和研磨头。然而在研磨台工作时，这些喷水装置是不启动的。在研磨台工作时，研磨机台控制单元会控制保湿装置启动，但是该保湿装置只是清洗晶圆装卸区机械头下的研磨头。

当研磨机台长时间工作时，停留在机械头上的研磨料会由于水分的流失聚合成固体物。在研磨时，这些固体物会很容易掉在研磨垫上。由于研磨料混入了这些大的固体颗粒，在研磨时，会导致晶圆缺陷的产生。

发明内容

本发明提供了一种防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法，可解决研磨机台上的机械头上研磨料的聚合引起研磨晶圆的缺陷问题。

为解决上述技术问题，本发明的防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置，所述研磨机台包括一个具有数个接口的保湿装置，研磨机台控制单元，所述喷水装置包括两个喷水部件，所述两个喷水部件都包括进水孔，数个喷水孔，底座，支架，以及卡孔和水管；所述数个喷水孔位于支架上，所述卡孔位于底座底部，所述支架一端固定在底座上，另一端固定在研磨机台上，所述水管具有三端，其中两端分别连接两喷水部分的进水孔，另一端连接研磨机台的保湿装置接口。所述两个喷水部件，其中一喷水部件的喷水孔个数比另外一喷水部件的喷水孔个数多。所述研磨机台的保湿装置接口是和去离子水源相通，其开启和关闭受研磨机台控制单元控制。

本发明的采用所述喷水装置防止研磨料聚合的方法，所述研磨机台具有机械交换手和机械头的晶圆装卸区，数个具有机械头的研磨区，它包括以下步骤：步骤1：把所述喷水装置安装在研磨机台晶圆装卸区的机械头两侧；步骤2：在研磨机台控制单元控制保湿装置开启时，利用喷水装置对机械头进行清洗和保湿。在步骤2中，利用喷水装置喷水孔多的喷水部件对机械头侧边和底边进行清洗和保湿，利用喷水装置喷水孔少的喷水部件对机械头另一侧边进行清洗和保湿。

本发明的防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用方法，可在研磨机台工作时，对晶圆装卸区的机械头两侧和底边进行清洗，同时保持机械头湿润，避免溅射出的研磨料在机械头上形成大的聚合物或堆积。采用本发明能消除研磨机台长时间连续工作时存在的影响晶圆研磨质量的隐患，保证晶圆的研磨质量。

附图说明

通过以下具体实施例，结合附图可进一步理解本发明的防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用特点。其中，附图为：

图1是研磨机台研磨区和晶圆装卸区示意图。

图2a和图2b是喷水装置的两个喷水部件结构图。

图3是喷水装置的安装位置示意图。

具体实施方式

以下对本发明的防止研磨机台上研磨料聚合的喷水装置及其使用作进一步详细具体的描述。

研磨机台一般会包括数个研磨区和一个晶圆装卸区，具有数个接口的保湿装置和研磨机台控制单元。每个研磨区和晶圆区都会有机械头，每个研磨区都装有研磨垫。

在研磨机台工作时，控制单元会自动控制具有数个接口的保湿装置的开启和关闭。所述保湿装置与去离子水源相通，当在研磨头装晶圆之前或卸晶圆之后，控制单元都会自动开启保湿装置，对机械头下的研磨头进行去离子水的清洗和保湿。

所述喷去装置包括两个喷水部件，如图2和图3所示，两个喷水部件都包括进水孔5或5′，数个喷水孔7或7′，底座6或6′，支架9或9′，以及卡孔8或8′和水管；所述数个喷水孔7或7′位于支架上9或9′，所述卡孔位8或8′于底座6或6′底部，所述支架9或9′一端固定在底座上6或6′，另一端固定在研磨机台上，所述水管具有三端，其中两端分别连接两喷水部分的进水孔，另一端连接研磨机台的保湿装置接口。

图2a所示的喷水部件具有四个喷水孔7，图2b所示喷水部件具有两个喷水孔7′。   

利用喷水装置底座上卡孔8或8′把喷水装置安装在研磨机台的晶圆装卸区。并把两个喷水部件分别安装在机械头两侧，如图3所示。假设位置10易对机械头底边进行清洗，则把喷水孔多的喷水部件，如图2a所示，安装在位置10的机械头侧边，把喷水孔少的喷水部件，如图2b所示，安装在位置11机械头的侧边。

在研磨机台工作时，当研磨机台的控制单元控制保湿装置开启时，晶圆装卸区的喷水装置对研磨头进行清洗，同时喷水孔多的喷水部件对晶圆装卸区的机械头的侧边和底边进行清洗和保湿，喷水孔少的喷水部件对机械头另一侧边进行清洗和保湿。这样就可清洗掉机械头上聚合了的研磨料，同时保持机械头底边和两侧的湿润防止重新溅射到机械头上研磨料的聚合，消除造成研磨晶圆缺陷的隐患。

如果把喷水装置安放在研磨区，该喷水装置喷出来的去离子水虽然也会对机械头起到保湿作用，但是会稀释研磨料，影响研磨料质量，导致研磨料的浪费。

Claims (2)

1.一种采用喷水装置防止研磨机台上研磨料聚合的使用方法，所述研磨机台包括：机械交换手和机械头的晶圆装卸区，数个具有机械头的研磨区，具有数个接口的保湿装置，研磨机台控制单元；所述喷水装置包括：两个喷水部件，所述两个喷水部件都包括进水孔，数个喷水孔，底座，支架，以及卡孔和水管；所述数个喷水孔位于支架上，所述卡孔位于底座底部，所述支架一端固定在底座上，另一端固定在研磨机台上，所述水管具有三端，其中两端分别连接两个喷水部件的进水孔，另一端连接研磨机台的保湿装置接口；其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：把所述喷水装置安装在研磨机台晶圆装卸区的机械头两侧；

步骤2：在研磨机台工作时，研磨机台控制单元控制保湿装置开启时，喷水装置对研磨机台上晶圆装卸区的机械头两侧和底边进行清洗，同时保持机械头湿润。

2.如权利要求1所述的采用喷水装置防止研磨机台上研磨料聚合的使用方法，其特征在于：所述两个喷水部件，其中一喷水部件的喷水孔个数比另外一喷水部件的喷水孔个数多；所述步骤2中，利用喷水装置喷水孔多的喷水部件对晶圆装卸区机械头一侧边和底边进行清洗和保湿，利用喷水装置喷水孔少的喷水部件对晶圆装卸区机械头另一侧边进行清洗和保湿。

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