CN102437021A

CN102437021A - 化学机械研磨中的清洗方法

Info

Publication number: CN102437021A
Application number: CN2011103914059A
Authority: CN
Inventors: 白英英; 毛智彪; 徐友峰; 张守龙; 陈玉文
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明涉及一种化学机械研磨中的清洗方法，包括：第一步骤，使晶片在清洗室中竖直放置；第二步骤，使喷雾装置的喷嘴移动至与所述晶片相对应的位置，喷出雾状的清洗剂，对晶片的正面和背面中的至少一个面进行清洗。

Description

化学机械研磨中的清洗方法

技术领域

本发明涉及化学机械研磨(CMP)中的清洗方法。

背景技术

在半导体集成电路制造过程中，晶片在化学机械研磨装置中经过抛光后，要继续经过一系列的清洗步骤才能够完整的完成化学机械研磨的工艺。然而，在现有的清洗系统的清洗方法中通过刷洗的方式进行清洗，即，需要通过刷接触晶片来进行清洗。例如，参照图4、图5，在日本的荏原(EBARA)公司生产的化学机械研磨装置中，利用刷洗的方法对晶片进行清洗，而且只能清洗晶片的正面。由于刷接触晶片给晶片一定的压力，容易造成晶片图案的损伤，特别是随着晶片工艺尺寸的减小，图案的损伤对晶片良率的影响也越来越大。另外，由于刷重复使用，所以有可能由于使用脏污的刷而对晶片表面带来二次污染。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种化学机械研磨中的清洗方法，采用喷雾清洗方式，可以避免因为刷直接接触晶片造成的图案损伤以及使用过的脏污刷对晶片表面带来二次污染。

为了解决上述问题，本发明提供一种化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，包括：第一步骤，使晶片在清洗室中竖直放置；第二步骤，使喷雾装置的喷嘴移动至与所述晶片相对应的位置，喷出雾状的清洗剂，对晶片的正面和背面中的至少一个面进行清洗。

根据上述的方法，不采用刷洗方式而通过喷雾方式对晶片进行清洗，这样可以避免因为刷直接接触晶片造成的图案损伤，并且避免使用过的脏污刷对晶片表面带来二次污染。

另外，优选在竖直放置的晶片的两侧具有所述喷雾装置，通过所述喷雾装置对晶片的正面和背面同时进行清洗。

根据上述方法，通过对晶片的正面和背面同时进行喷雾清洗，能够提高清洗效率。

另外，优选所述喷雾装置具有气体入口、清洗液入口以及喷头，通过从气体入口导入的气体使清洗液雾化来形成清洗液的喷雾。

另外，优选在对晶片的正面和背面同时进行清洗时，使对晶片正面进行清洗的喷雾的喷出力量大于对晶片的背面进行清洗的喷雾的喷出力量

根据上述方法，通过使对晶片正面进行清洗的喷雾的喷出力量大于对晶片的背面进行清洗的喷雾的喷出力量，能够防止背面喷雾流入晶片正面，而对晶片正面带来污染。

另外，可以在在清洗过程中使晶片进行旋转，并且使喷头沿着晶片竖直放置的方向移动。另外，还可以使喷头朝向与垂直于晶片的方向形成角度的方向喷出喷雾。而且，可以在喷雾过程中使流量、压力、时间变化。

根据上述方法，能够更均匀、有效地对晶片的整个面进行清洗。

另外，优选从气体入口导入的气体为氮气或稀有气体。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的化学机械研磨装置的示意图。

图2是表示喷雾清洗室中的结构的示意图。

图3A是表示晶片支撑结构的主视示意图。

图3B是表示晶片支撑结构的侧视示意图。

图4是表示现有技术中的化学机械研磨装置的示意图。

图5是表示现有技术中的化学机械研磨装置中的清洗装置的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明的实施方式。

图1是表示本发明的一个实施方式的化学机械研磨装置的示意图。图2是表示喷雾清洗室中的结构的示意图。图3A是表示晶片支撑结构的主视示意图。图3B是表示晶片支撑结构的侧视示意图。

如图1所示，在本实施例的化学机械研磨装置中具有设备前端单元(EFEM unit)1、研磨单元2、清洗单元3、动力单元4等。

所述设备前端单元1具有机械手11，其用于将容纳在前开式统一标准箱(FOUP)6中的未处理的晶片搬运至研磨单元2，或将处理后的晶片搬运至前开式统一标准箱6。

所述研磨单元2具有交接装置21、24、输送装置22、研磨装置23等，其中，所述交接装置21、24用于在研磨装置23与清洗单元3之间交接晶片，所述输送装置22用于输送晶片，并且用于暂时放置研磨后或清洗后的晶片，所述研磨装置23用于研磨晶片。

所述清洗单元3对输送过来的晶片进行清洗以及干燥。

以下，具体说明本发明所涉及的清洗单元3。清洗单元3具有超声波清洗室31、喷雾清洗室32以及干燥室33。

对于所述超声波清洗室31及其中的设备，其与现有技术相同，在此省略说明。

对于所述喷雾清洗室32，如图3A、图3B所示，可以用转轮在晶片W侧面和下方支撑晶片W而使晶片竖直放置，并且带动晶片W旋转。如图2所示，在喷雾清洗室的左右两侧即在竖直保持的晶片W的两侧具有喷雾装置，该喷雾装置具有气体入口321、清洗剂入口322以及喷头324。使氮气、惰性气体等非活性气体从气体入口321导入喷雾装置，并且使清洗剂从清洗剂入口322导入喷雾装置，通过非活性气体使清洗剂形成喷雾效果，从喷头喷出。而且，如图2所示，该喷雾装置能够沿着双向箭头的方向上上下移动。

对于干燥室33及其中的设备，其与现有技术相同，在此省略说明。

以下，对本实施方式的化学机械研磨装置的动作进行说明。

在本实施方式的化学机械研磨装置中，通过设备前端单元1中的机械手将前开式统一标准箱6中的未被加工的晶片搬入研磨单元2中，晶片在被研磨单元2中的研磨装置研磨后，被交接装置搬入清洗单元3进行清洗，关于清洗之前的动作与现有技术相同，在此不具体说明。

如图1、图2、图3A、图3B所示，晶片W在被搬入清洗单元3之后，首先通过超声波清洗室对晶片W同时进行超声波清洗，然后，在第一喷雾清洗室中对晶片W进行第一喷雾清洗，此后，在第二喷雾清洗室中对晶片W进行第二喷雾清洗，最后在两个干燥室中对晶片进行两次干燥。此后被干燥后的晶片进入下一道工艺。

在晶片进入第一喷雾清洗室中后，将晶片竖直地保持在第一喷雾室的中间，然后对晶片进行水冲洗、预清洗。此后，使两个喷雾装置分别移动至与晶片正面和背面对应的位置，然后，从气体入口321向喷雾装置中导入氮气、稀有气体等非活性气体，并且从清洗剂入口322向喷雾装置中导入清洗剂，使清洗剂伴随非活性气体从喷头喷出，形成喷雾效果，这样对晶片的正面和背面进行喷雾清洗，在进行喷雾清洗之后，再次进行水冲洗。然后，将两面清洗后的晶片搬出第一清洗室，搬入第二清洗室。在第二清洗室中的清洗方式与在第一清洗室中的清洗方式相同，在此省略说明。

在本实施方式中，通过采用氮气、惰性气体等非活性气体雾化清洗剂来清洗晶片正面和背面，从而达到去除晶片表面残留的研磨液、微粒等脏污的清洗效果。此外，用喷雾清洗的方式取代接触式刷洗的方式，避免因为刷直接接触晶片而造成的图案损伤，同时避免使用过的脏污刷对晶片表面进行二次污染，另外，也能减轻喷洗液对晶片的作用力，进一步降低图案损伤的风险。此外，在本实施方式的喷雾清洗室中能够同时清洗晶片的正反面，从而与现有技术相比能够提高生产率。

另外，可以对晶片的正面和背面同时进行清洗，也可以分别清洗晶片的正面和背面，即，可以先对晶片的一个面进行清洗，然后使晶片翻转来对另一面进行清洗。但是，为了保证晶片最后的清洗效果优选晶片的正面和背面同时进行清洗。

另外，在分别清洗晶片的正面和背面时，优选首先对晶片背面的进行清洗，然后再对晶片正面进行清洗。这样可以进一步降低对晶片正面的图案的污染。

另外，在对晶片的正面和背面同时进行清洗时，为防止晶片正面受晶片背面污染，优选清洗晶片正面的喷出力量适量大于清洗晶片背面的喷出力量，以防背面喷雾流入晶片正面。

另外，在进行喷雾清洗的同时，可以使晶片进行旋转，使喷头上下移动，使喷头转动角度，来进行清洗，这样能够进一步增强清洗效果。

另外，可以使用不同的喷雾清洗步骤组合，比如以不同的流量、压力、时间参数等形成多步骤喷雾组合，这样可以增强喷雾清洗效果。

另外，可以改变喷头的朝向，使其不垂直于晶片表面进行喷雾而与垂直于晶片表面的方向形成角度地对晶片进行清洗，这样也可以增强喷雾清洗效果。

另外，在进行喷雾清洗时，晶片的转速可以根据清洗需要进行改变。

以上通过实施方式说明了本发明，但是，本发明不限于此，在不脱离本发明的宗旨的范围内，能够进行各种变形。

Claims

1.一种化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，包括：

第一步骤，使晶片在清洗室中竖直放置；

第二步骤，使喷雾装置的喷嘴移动至与所述晶片相对应的位置，喷出雾状的清洗剂，对晶片的正面和背面中的至少一个面进行清洗。

2.如权利要求1所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，在竖直放置的晶片的两侧具有所述喷雾装置，通过所述喷雾装置对晶片的正面和背面同时进行清洗。

3.如权利要求2所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，所述喷雾装置具有气体入口、清洗液入口以及喷头，通过从气体入口导入的气体使清洗液雾化来形成清洗液的喷雾。

4.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，在对晶片的正面和背面同时进行清洗时，使对晶片正面进行清洗的喷雾的喷出力量大于对晶片的背面进行清洗的喷雾的喷出力量。

5.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，在清洗过程中使晶片进行旋转。

6.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，在清洗过程中使喷头沿着晶片竖直放置的方向移动。

7.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，使喷头朝向与垂直于晶片的方向形成角度的方向喷出喷雾。

8.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，从气体入口导入的气体为氮气或稀有气体。

9.如权利要求1至3中任一项所述的化学机械研磨中的清洗方法，其特征在于，在喷雾过程中使流量、压力、时间变化。