CN102688862A - 研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置及化学机械研磨设备 - Google Patents

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陈洪雷
邵尔剑
杨阳
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Abstract

本发明提供了一种研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置以及化学机械研磨设备。研磨垫清洗喷射装置包括：研磨垫清洗用高压去离子水接入部件，其具有用于接收研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接收端口以及接入部件连接端口；角度调节部件，其具有第一连接端口和第二连接端口；以及研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件，其具有用于喷出研磨垫清洗用高压去离子水的喷出端口以及喷出部件连接端口；所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件与所述角度调节部件相连接分别通过所述接入部件连接端口和所述第一连接端口以所述角度调节部件能够调节所连接的所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件的角度的方式相互连接。

Description

研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置及化学机械研磨设备
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置以及配置了该研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的化学机械研磨设备。
背景技术
化学机械研磨（CMP，chemical mechanical poli shing，也称为化学机械抛光）目前被广泛用于半导体制造过程中的表面平坦化工艺处理。研磨制程根据研磨对象不同主要分为：硅研磨(Poly CMP)、硅氧化物研磨(Oxide CMP)、钨研磨(W CMP)和铜研磨(Cu CMP)。
化学机械研磨过程中的研磨耗材分为以下几大类：研磨液(Slurry)、研磨垫、金刚石盘、研磨头、清洗刷和化学清洗剂与保护剂等。一般，研磨液是由研磨颗粒以及能对被研磨膜起化学反应的化学溶液组成。
具体地说，化学机械研磨的过程是把晶圆放在旋转的研磨垫上，再加一定的压力，用化学研磨液来研磨晶圆以使晶圆平坦化。晶圆硅片的化学机械研磨过程是以化学反应为主的机械抛光过程，要获得质量好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。
但是，研磨垫在研磨一段时间后，就有一些研磨颗粒、研磨液结晶以及研磨垫残留物嵌留在研磨垫沟槽内,这些都会影响研磨液在研磨垫的分布以及造成抛光完成的晶圆硅片表面产生刮伤，影响最终成品的良率甚至导致成品报废。所以，需要对研磨垫进行高压去离子水清洗，以便冲洗掉残留在研磨垫沟槽内的残留物使得研磨垫得到功能恢复。
但是，在对研磨垫进行研磨垫清洗用高压去离子水清洗时，由于研磨垫清洗用高压去离子水不能完全清洗到整个研磨垫表面，从而很容易尤其是在靠近研磨垫的中心位置的沟槽内嵌留下研磨液结晶以及研磨垫残留。这种研磨液结晶以及研磨垫残留容易造成抛光完成的晶圆硅片表面产生刮伤，影响最终成品的良率甚至导致成品报废。，。因此，希望能够提供一种能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水清洗过程中的研磨结晶以及研磨垫残留的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水清洗过程中的研磨液残留的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置以及配置了该研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的化学机械研磨设备。
根据本发明的第一方面，提供了一种研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其包括：研磨垫清洗用高压去离子水接入部件，其具有用于接收研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接收端口以及接入部件连接端口；角度调节部件，其具有第一连接端口和第二连接端口；以及研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件，其具有用于喷出研磨垫清洗用高压去离子水的喷出端口以及喷出部件连接端口；其中，所述角度调节部件与所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件分别通过所述第二连接端口和喷出部件连接端口相互连接，并且所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件与所述角度调节部件相连接分别通过所述接入部件连接端口和所述第一连接端口以所述角度调节部件能够调节所连接的所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件的角度的方式相互连接。
由于利用角度调节部件来调节最终喷出研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接入部件的喷出角度，从而可以全方位地喷出研磨垫清洗用高压去离子水，所以根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水清洗过程中的研磨液残留，尤其是研磨垫中心位置处的研磨液残留
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述角度调节部件的角度调节范围为360度。
在角度调节部件的角度调节范围为360度的情况下，可以极大地提高消除研磨液残留的效果。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述角度调节部件以可拆卸的方式连接。
通过以可拆卸的方式连接所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述角度调节部件，可以方便地替换、安装和维护部件。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件和所述角度调节部件以可拆卸的方式连接。
同样，通过以可拆卸的方式连接所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件和所述角度调节部件，可以方便地替换、安装和维护部件。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件不直接连接。
所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件不直接连接，可以简化研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的结构。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件为同一种材料。
通过使用同一种材料来制造所述研磨液清洗剂接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件，可以简化制造工艺，并且可以增强所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件之间的连接性。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件的材料为塑料。
通过材料塑料来制造所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件，可以避免化学腐蚀。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述接入部件连接端口的表面和所述第一连接端口的表面布置有相互啮合的第一螺纹。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述接入部件连接端口的表面和所述第一连接端口的表面布置有相互啮合的第二螺纹。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接收端口位于所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件的端部，所述接入部件连接端口位于所述研磨液清洗剂接入部件的侧部。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置中，所述第一连接端口和所述第二连接端口中的一个位于所述角度调节部件的端部，而所述第一连接端口和所述第二连接端口中的另一个位于所述角度调节部件的侧部。
根据本发明的第二方面，提供了一种配置根据本发明第一方面所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的化学机械研磨设备。
由于采用了根据本发明第一方面所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，根据本发明的第二方面的化学机械研磨设备能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水清洗过程中的研磨液残留，尤其是研磨垫中心位置处的研磨液残留。
附图说明
结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：
图1示意性地示出了根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的分解示意图。
图2示意性地示出了根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的组合示意图。
需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。
具体实施方式
为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。
图1示意性地示出了根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的分解示意图。
如图1所示，根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置包括：研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、角度调节部件2、以及研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3。
其中，研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1具有用于接收研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接收端口11，此外，研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1还具有接入部件连接端口12。并且，优选地，如图1所示，研磨垫清洗用高压去离子水接收端口11位于研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1的端部，接入部件连接端口12位于研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1的侧部。
角度调节部件2具有第一连接端口21，此外，角度调节部件2还具有第二连接端口22。并且，优选地，如图1所示，第一连接端口21和第二连接端口22中的一个位于角度调节部件2的端部，而第一连接端口21和第二连接端口22中的另一个位于角度调节部件2的侧部。
研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3具有用于喷出研磨垫清洗用高压去离子水的喷出端口32，此外，研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3还具有喷出部件连接端口31。并且，优选地，如图1所示，喷出端口32和喷出部件连接端口31位于研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3的两端。
图2示意性地示出了根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的组合示意图。注意，图2的组合结构中，实际上，研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、角度调节部件2、以及研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3都是可以旋转的。
如图2所示，根据本发明的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置可进行如下组装。
具体地说，所述角度调节部件2与所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3分别通过所述第二连接端口22和喷出部件连接端口31相互连接。通过这样的连接，可以得到图2所示的组装结构。
并且，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1与所述角度调节部件2相连接分别通过所述接入部件连接端口12和所述第一连接端口21以所述角度调节部件2能够调节所连接的所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3的角度的方式相互连接。
优选地，在具体实施例中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1的表面与所述角度调节部件2以螺纹方式连接。即，所述接入部件连接端口12的表面和所述第一连接端口21的表面布置有相互啮合的螺纹。
这样，当所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3固定连接至所述角度调节部件2时，可以通过螺纹来实现所述角度调节部件2的角度调节。更具体地说，随着所述角度调节部件2的第二连接端口22通过螺纹旋入所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1的接入部件连接端口12，连接在所述角度调节部件2的所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3的角度随着旋入动作的旋转而改变，并且最多可以实现360度的变化。
同样，优选地，在具体实施例中，所述角度调节部件2与所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3以螺纹方式连接。即，所述第二连接端口22和喷出部件连接端口31的表面布置有相互啮合的螺纹。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述角度调节部件2的角度调节范围为360度。在角度调节部件2的角度调节范围为360度的情况下，可以极大地提高消除研磨液残留的效果。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1和所述角度调节部件2以可拆卸的方式连接。通过以可拆卸的方式连接所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1和所述角度调节部件2，可以方便地替换、安装和维护部件。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3和所述角度调节部件2以可拆卸的方式连接。同样，通过以可拆卸的方式连接所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3和所述角度调节部件2，可以方便地替换、安装和维护部件。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1和所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3不直接连接。述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1和所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3不直接连接，可以简化研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的结构。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述研磨液清洗剂接入部件1、所述角度调节部件2以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3为同一种材料。
通过使用同一种材料来制造所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、所述角度调节部件2以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3，可以简化制造工艺，并且可以增强所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、所述角度调节部件2以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3之间的连接性。
优选地，在上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的具体实施例中，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、所述角度调节部件2以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3的材料为塑料。
通过材料塑料来制造所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件1、所述角度调节部件2以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件3，可以避免化学腐蚀。
由于利用角度调节部件来调节最终喷出研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接入部件的喷出角度，从而可以全方位地喷出研磨垫清洗用高压去离子水，所以根据本发明实施例的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水清洗过程中的研磨垫中心位置处的研磨液残留。
根据本发明的另一优选实施例，还提供了一种配置图1和图2所示的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的化学机械研磨设备。由于采用了上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，根据本发明优选实施例的化学机械研磨设备同样能够有效地消除研磨垫清洗用高压去离子水过程中的研磨液残留，尤其是研磨垫中心位置处的研磨液残留。
例如，在具体应用示例中，上述研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置可有利地用于Applied Materials公司的Mirra-mesa化学机械研磨设备。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于包括：
研磨垫清洗用高压去离子水接入部件，其具有用于接收研磨垫清洗用高压去离子水的研磨垫清洗用高压去离子水接收端口以及接入部件连接端口；
角度调节部件，其具有第一连接端口和第二连接端口；以及
研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件，其具有用于喷出研磨垫清洗用高压去离子水的喷出端口以及喷出部件连接端口；
其中，所述角度调节部件与所述研磨液清洗剂喷出部件分别通过所述第二连接端口和喷出部件连接端口而相互连接，并且所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件与所述角度调节部件相连接分别通过所述接入部件连接端口和所述第一连接端口以所述角度调节部件能够调节所连接的所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件的角度的方式相互连接。
2.根据权利要求1所述的研磨液清洗剂喷射装置，其特征在于，所述角度调节部件的角度调节范围为360度。
3.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述角度调节部件以可拆卸的方式连接。
4.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件和所述角度调节部件以可拆卸的方式连接。
5.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件和所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件不直接连接。
6.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件为同一种材料。
7.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件、所述角度调节部件以及所述研磨垫清洗用高压去离子水喷出部件的材料为塑料。
8.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述接入部件连接端口的表面和所述第一连接端口的表面布置有相互啮合的第一螺纹。
9.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述接入部件连接端口的表面和所述第一连接端口的表面布置有相互啮合的第二螺纹。
10.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述研磨垫清洗用高压去离子水接收端口位于所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件的端部，所述接入部件连接端口位于所述研磨垫清洗用高压去离子水接入部件的侧部。
11.根据权利要求1或2所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置，其特征在于，所述第一连接端口和所述第二连接端口中的一个位于所述角度调节部件的端部，而所述第一连接端口和所述第二连接端口中的另一个位于所述角度调节部件的侧部。
12.一种配置根据权利要求1至11之一所述的研磨垫清洗用高压去离子水喷射装置的化学机械研磨设备。
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