CN102773240A - 化学机械抛光后晶片清洗装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于包含：腔体；多个滚轮，用来支撑和旋转腔体中的晶片；至少一个清洁刷，用来刷洗晶片的待清洗表面；和液体喷洒装置，用来喷洒液体到晶片上，其中液体喷洒装置包含二个喷洒杆，其经由接合构件接合在一起。

Description

化学机械抛光后晶片清洗装置
技术领域
本发明涉及一种化学机械抛光后晶片清洗装置，特别是涉及一种刷洗机，可以在化学机械抛光工艺后刷洗半导体晶片。
背景技术
化学机械抛光(chemical mechanical polishing，CMP)技术常用在半导体产业中，可以平坦化晶片上的介质层。一般来说，在化学机械抛光工艺中，一抛光悬浮剂或一浆料会放在一抛光垫的抛光表面上。晶片和抛光表面间的相对运动会使晶片表面上的机械结合化学效应。所以，化学机械抛光工艺可以让晶片的表面变得非常平坦。
另外，在化学机械抛光工艺后，必须再进行化学机械抛光后清洗步骤，而移除抛光工艺中剩余的剩余浆料和其它剩余物。在化学机械抛光工艺后实施的清洗步骤可以是：利用旋转的清洁刷在刷洗机内清洗晶片表面。利用清洁刷的旋转动作和清洁刷施加在晶片的压力，帮助剩余浆料从晶片表面上移除。
但是，公知化学机械抛光后晶片清洗装置还是无法达到令人满意的清洁效率。沿着晶片表面的边缘可以看见剩余浆料和大量缺陷。因此，产业上还需要一种改进的化学机械抛光后晶片清洗装置，而解决上述问题。
发明内容
本发明提出一种改进的化学机械抛光后晶片清洗装置，用来解决上述问题。
本发明公开了一种化学机械抛光后晶片清洗装置，特征在于包含：腔体；多个滚轮，用来支撑和旋转位在所述腔体中的一个晶片；至少一清洁刷，用来刷洗所述晶片的一待清洗表面，其中所述晶片的待清洗表面分成二区域：中央区域和环形周边区域；和喷洒杆，用来喷洒液体到晶片上，其中所述的喷洒杆包含第一喷嘴组，其为分散布置而且位在所述喷洒杆的中间部分并对应所述中央区域，和第二喷嘴组，其为密集布置并且位在所述喷洒杆的两端而且对应所述环形周边区域。
本发明公开了一种化学机械抛光后晶片清洗装置，特征在于包含：腔体；多个滚轮，用来支撑和旋转腔体中的晶片；至少一个清洁刷，用来刷洗晶片的待清洗表面；和液体喷洒装置，用来喷洒一液体到晶片上，其中液体喷洒装置包含二个喷洒杆，其经由接合构件接合在一起。
附图说明
图1A是第一优选实施例的刷洗机的相关组件的示意图。
图1B是第一优选实施例的刷洗机的侧视图。
图2A是第二优选实施例的刷洗机的相关组件的示意图。
图2B是第二优选实施例的刷洗机的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
10     晶片            12    清洁刷
14、24 液体喷洒装置    14a   顶面
52     滚轮            100   腔体
122    机台轴          124   帮浦
142      第一喷嘴组       144  第二喷嘴组
152      液体进料导管     154  液体出料导管
242、244 喷洒杆           262  接合构件
320      水柱             A    中央区域
B        环形周边区域     F    力
Fx       水平分力         α   角度
θ       入射角           F    力
α       角度
具体实施方式
虽然本发明的优选实施例叙述例如下，但是并非用来限定本发明。任何擅长此技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以对本发明作更动和润饰。因此本发明的保护范围会以权利要求的界定范围当作标准。并且为了让本发明的精神容易被理解，部分公知结构与工艺步骤的细节不会在此描述。
同样地，附图是优选实施例的装置示意图，但不是用来限定装置的尺寸。为了使本发明可以更清楚地呈现，部分组件的尺寸可能在附图被放大呈现。再者，在多个优选实施例中，相同的组件将会标示相同或相似的标记，使说明更容易并且更清晰。
为了让本发明的目的、特征和优点能更明显易懂，下文描述优选实施方式，并配合附图，详细说明如下。但优选实施方式和附图只供参考与说明，并不是用来对本发明加以限制。
虽然下述优选实施例只描述使用单面的刷洗器，但本发明也可以使用双面的刷洗器。例如一种单面的刷洗器，一次只以一个清洁刷刷洗晶片的一面。例如是一种双面的刷洗器，则可以利用滚轮清洁刷同时刷洗晶片的两面。
图1A是第一优选实施例的刷洗机的相关组件的示意图。图1B是本发明第一优选实施例的刷洗机的侧视图。晶片10以滚轮52支撑和旋转，而且晶片10的待清洗表面面向滚轮形状的清洁刷12。清洁刷12可以由聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate，PVA)或类似海绵材料等制成，而且较佳是以聚醋酸乙烯酯海绵橡胶(PVA foam)制成。清洁刷12设置在机台轴122上，其中机台轴122由一帮浦124带动并依机台轴122的中心轴旋转。清洁刷12上可以有多个凸起的节结(没有清楚画出)。清洁刷12的旋转动作和施加在清洁刷12上向晶片10的力或压力，可帮助剩余浆料从晶片表面移除。
在第一优选实施例中，晶片12的待清洗表面可分是二区域：中央区域A和环形周边区域B，环绕中央区域A。例如之前的叙述，在晶片清洗工艺后，在环形周边区域B中常可以看见大量缺陷。本发明可以解决位在环形周边区域B中的大量缺陷。
继续参考第图1A和图1B，一长条块状液体喷洒装置14紧邻清洁刷12设置，用来喷洒液态清洁液，例如氢氧化四甲基铵(TMAH)或其类似物，在晶片12的待清洗表面上。在本发明的第一优选实施例中，长条块状液体喷洒装置14具有一窄盒形状的主体，具有一顶面14a，直接面向晶片12的待清洗表面。长条块状液体喷洒装置14也可叫做“喷洒杆”。液体进料导管152和液体出料导管154可分别连接在长条块状液体喷洒装置14的相对两端。滚轮52、晶片10、清洁刷12和长条块状液体喷洒装置14可设置在一外壳或腔体100中。
二个喷嘴组或液体喷洒孔142和144设置在液体喷洒装置14的顶面14a。在本发明的第一优选实施例中，喷嘴组142和144是沿着长条块状液体喷洒装置14的纵向方向排成一列。第一喷嘴组142设置在长条块状液体喷洒装置14的中间部分并对应晶片10的中央区域A。第二喷嘴组144则设置在长条块状液体喷洒装置14的两端并对应晶片10的环形周边区域B。
在本发明的第一优选实施例中，第二喷嘴组144以较第一喷嘴组142密集的方式设置，所以刷洗晶片10时，在晶片10的环形周边区域B上的清洗液量比分布在中央区域A上的清洗液量多。举例来说，第二喷嘴组144的两相邻近喷嘴间的距离较第一喷嘴组142的两相邻近喷嘴间的距离小。从图1B可清楚看出，从第二喷嘴组144喷出的水柱(以箭头表示)比从第一喷嘴组142喷出的水柱集中。所以，晶片10的环形周边区域B中的剩余浆料可以被有效地移除。
图2A是本发明第二优选实施例的刷洗机的相关组件的示意图。图2B是本发明第二优选实施例的刷洗机的侧视图。多个滚轮52是用来支撑和沿着一水平方向旋转晶片10。晶片10的待清洗表面面向滚轮形清洁刷12。清洁刷12可由聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate，PVA)或类似海绵材料等制成，而较佳是以聚醋酸乙烯酯海绵橡胶(PVA foam)制成。清洁刷12可设置在一机台轴上，其中机台轴可由一帮浦带动并依机台轴的中心轴旋转。清洁刷12上可以有多个凸起的节结(没有清楚画出)。清洁刷12的旋转动作和施加在清洁刷12上向晶片10的力或压力，可以帮助剩余浆料从晶片表面移除。当然，附图中的各组件，例如滚轮、晶片、清洁刷以和帮浦等，可以设置在一腔体中，为了简化说明，本发明的腔体没有绘示在附图中。
同样地，晶片10的待清洗表面可分是二区域：中央区域A以和环形周边区域B，环绕中央区域A。一液体喷洒装置24紧邻清洁刷12设置，以喷洒液态清洁液，例如氢氧化四甲基铵或其类似物，到晶片10的待清洗表面上。在本发明的第二优选实施例中，液体喷洒装置24呈现一弯折状而且具有二个喷洒杆242和244，喷洒杆242和244经由一接合构件262连接在一起，因此形成一倒V字形弯折状。二喷洒杆242和244间的角度α可以被调整。
在本发明的第二优选实施例中，从二个喷洒杆242和244的喷嘴喷出的水柱(以箭头表示)不会垂直晶片10的待清洗表面。举例来说，水柱320具有一力F，其方向与晶片10的待清洗表面具有一入射角θ。因此，施加在环形周边区域B中的一水平分力Fx可使剩余浆料被移除。
以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于包含：
腔体；
多个滚轮，用来支撑和旋转位在所述腔体中的一个晶片；
至少一清洁刷，用来刷洗所述晶片的一待清洗表面，其特征在于所述晶片的待清洗表面分成二区域：中央区域和环形周边区域；和
喷洒杆，用来喷洒液体到晶片上，其中所述的喷洒杆包含第一喷嘴组，其为分散布置而且位在所述喷洒杆的中间部分并对应所述中央区域，以及第二喷嘴组，其为密集布置并且位在所述喷洒杆的两端而且对应所述环形周边区域。
2.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述的第二喷嘴组的两相邻近喷嘴间的距离小于所述第一喷嘴组的两相邻近喷嘴间的距离。
3.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于从所述第二喷嘴组喷出的水柱比从第一喷嘴组喷出的水柱集中。
4.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于喷洒到所述晶片上的液体包含氢氧化四甲基铵。
5.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述的第一及第二喷嘴组是沿着所述喷洒杆的纵向方向排成一列。
6.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述喷洒杆和所述清洁刷相邻设置。
7.根据权利要求1所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述清洁刷由聚醋酸乙烯酯构成。
8.一化学机械抛光后晶片清洗装置，特征在于包含：
腔体；
多个滚轮，用来支撑和旋转所述的腔体中的一個晶片；
至少一个清洁刷，用来刷洗所述晶片的待清洗表面；和
液体喷洒装置，用来喷洒一液体到所述的晶片上，其特征在于所述的液体喷洒装置包含二个喷洒杆，其经由接合构件接合在一起。
9.根据权利要求8所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述晶片的所述的待清洗表面区分成二区域：一中央区域以及一环形周边区域。
10.根据权利要求8所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于位在所述的二个喷洒杆间的角度可以被调整。
11.根据权利要求8所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述二个喷洒杆的喷嘴所喷出的水柱和所述晶片的待清洗表面不会垂直。
12.根据权利要求9所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述的液体会施加一水平分力到所述的环形周边区域中，帮助移除残余浆料。
13.根据权利要求8所述的化学机械抛光后晶片清洗装置，其特征在于所述的液体喷洒装置呈现一倒V字形弯折状。
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Application publication date: 20121114