CN106514482A - 一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法，该清洗装置包括：研磨头，其设置有保持环，所述保持环上具有凹陷通槽；转轴，连接于所述研磨头，其外侧设置有外壳；水流通路，设置于所述保持环上的凹陷通槽中，用于冲洗通槽内壁。本发明提出的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法，能解决通槽清洗不净的问题，彻底清洗干净通槽内残液，避免刮伤的产生。由于直接作用于被清洁部位，本发明也可以大幅节省清洗干净所需的时间，可以在研磨间隙，高频率短时间地清洗，提高研磨效率。

Description

一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法
技术领域
本发明涉及半导体集成电路制造领域的化学机械抛光工艺，且特别涉及一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法。
背景技术
在集成电路的制造过程中，通常在硅晶片上依次沉积半导体层、导电层、氧化层等多种层结构。在沉积了每一层之后，会需要蚀刻工艺以形成所需的图案，从而形成电路元件。蚀刻工艺会导致沉积的层表面出现不平整或不均匀的问题，从而在后续的工艺步骤期间产生缺陷。因此需要对器件的表面进行平整化。化学机械研磨是一种常见的用于使器件表面平面化的工艺手段。
化学机械研磨是集成电路晶圆制造中的重要工序，研磨时利用研磨头吸附晶圆背面，并且将晶圆压在研磨垫上进行旋转研磨，同时有研磨液喷洒在研磨垫上。为防止晶圆滑出，研磨头下方有一圈保持环围绕晶圆。研磨头保持环下表面上分布有多条长方截面的通槽(如图二)，用于在研磨时疏导出研磨头下的研磨残液，方形槽若长时间清洗不干净就容易产生残液结晶，在研磨时残液结晶脱落就会造成晶圆划伤。目前保持环的清洗方法是在研磨头旋转到研磨垫外某一国定位置HCLU时(如图1所示)，使用高压水柱在下方向上对研磨头整体喷射冲洗，此方法不能对凹陷的方形槽内壁进行精准清洗，对于凹槽深处的冲洗力量也较小，方形槽内易形成残液结晶。刮伤是目前化学机械抛光中的主要缺陷之一，对晶圆的最终良率影响较大。实际生产中保持环通槽中研磨液的残留结晶是刮伤的主要因素之一。
发明内容
本发明提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法，能解决通槽清洗不净的问题，彻底清洗干净通槽内残液，避免刮伤的产生。
为了达到上述目的，本发明提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，包括：
研磨头，其设置有保持环，所述保持环上具有凹陷通槽；
转轴，连接于所述研磨头，其外侧设置有外壳；
水流通路，设置于所述保持环上的凹陷通槽中，用于冲洗通槽内壁。
进一步的，所述水流通路在所述凹陷通槽的上表面均匀分布多个水路开口。
进一步的，所述水流通路从研磨头上方的转轴外壳向下铺设进入研磨头下的保持环的凹陷通槽中。
进一步的，当所述研磨头转停在某一指定角度时，所述水流通路接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽内壁。
为了达到上述目的，本发明还提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗方法，包括下列步骤：
在研磨头保持环的凹陷通槽内设置水流通路；
将研磨头压在研磨垫上；
当研磨头转停在某一指定角度时，水流通路接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽内壁。
进一步的，所述水流通路在所述凹陷通槽的上表面均匀分布多个水路开口。
进一步的，所述水流通路从研磨头上方的转轴外壳向下铺设进入研磨头下的保持环的凹陷通槽中。
本发明提出的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法，在现有研磨头及保持环上增加自上而下的水流通路，在保持环方形通槽上表面均匀分布多个水路开口，利用流出的高压水流由内向外冲洗方形通槽，近距离的作用于槽内粘附的研磨残液，冲刷更精确、力度更大，能有效清洗干净通槽。本发明能有效清除保持环通槽内的残液，避免结晶产生造成的刮伤。由于直接作用于被清洁部位，本发明也可以大幅节省清洗干净所需的时间，可以在研磨间隙，高频率短时间地清洗，提高研磨效率。
附图说明
图1所示为现有技术中的保持环的清洗方法原理图。
图2所示为本发明较佳实施例的保持环清洗装置结构示意图。
图3所示为本发明较佳实施例的保持环凹陷通槽设置水流通路的结构示意图。
图4所示为本发明较佳实施例的保持环清洗方法流程图。
具体实施方式
以下结合附图给出本发明的具体实施方式，但本发明不限于以下的实施方式。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2和图3，图2所示为本发明较佳实施例的保持环清洗装置结构示意图。图3所示为本发明较佳实施例的保持环凹陷通槽设置水流通路的结构示意图。本发明提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，包括：
研磨头100，其设置有保持环200，所述保持环200上具有凹陷通槽300；
转轴400，连接于所述研磨头100，其外侧设置有外壳500；
水流通路600，设置于所述保持环200上的凹陷通槽300中，用于冲洗通槽内壁。
根据本发明较佳实施例，所述水流通路600在所述凹陷通槽300的上表面均匀分布多个水路开口700。
所述水流通路600从研磨头100上方沿着转轴外壳500向下铺设从研磨头入水口800进入研磨头100下的保持环200的凹陷通槽300中。
当所述研磨头100转停在某一指定角度时，所述水流通路600接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽300内壁。
请参考图4，图4所示为本发明较佳实施例的保持环清洗方法流程图。本发明还提出一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗方法，包括下列步骤：
步骤S100：在研磨头保持环的凹陷通槽内设置水流通路；
步骤S200：将研磨头压在研磨垫上；
步骤S300：当研磨头转停在某一指定角度时，水流通路接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽内壁。
根据本发明较佳实施例，所述水流通路在所述凹陷通槽的上表面均匀分布多个水路开口。所述水流通路从研磨头上方的转轴外壳向下铺设进入研磨头下的保持环的凹陷通槽中。
综上所述，本发明提出的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置及清洗方法，在现有研磨头及保持环上增加自上而下的水流通路，在保持环方形通槽上表面均匀分布多个水路开口，利用流出的高压水流由内向外冲洗方形通槽，近距离的作用于槽内粘附的研磨残液，冲刷更精确、力度更大，能有效清洗干净通槽。本发明能有效清除保持环通槽内的残液，避免结晶产生造成的刮伤。由于直接作用于被清洁部位，本发明也可以大幅节省清洗干净所需的时间，可以在研磨间隙，高频率短时间地清洗，提高研磨效率。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (7)

1.一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，其特征在于，包括：
研磨头，其设置有保持环，所述保持环上具有凹陷通槽；
转轴，连接于所述研磨头，其外侧设置有外壳；
水流通路，设置于所述保持环上的凹陷通槽中，用于冲洗通槽内壁。
2.根据权利要求1所述的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，其特征在于，所述水流通路在所述凹陷通槽的上表面均匀分布多个水路开口。
3.根据权利要求1所述的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，其特征在于，所述水流通路从研磨头上方的转轴外壳向下铺设进入研磨头下的保持环的凹陷通槽中。
4.根据权利要求1所述的晶圆化学机械抛光保持环的清洗装置，其特征在于，当所述研磨头转停在某一指定角度时，所述水流通路接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽内壁。
5.一种晶圆化学机械抛光保持环的清洗方法，其特征在于，包括下列步骤：
在研磨头保持环的凹陷通槽内设置水流通路；
将研磨头压在研磨垫上；
当研磨头转停在某一指定角度时，水流通路接通高压水流，并喷出高压水柱冲洗凹陷通槽内壁。
6.根据权利要求5所述的晶圆化学机械抛光保持环的清洗方法，其特征在于，所述水流通路在所述凹陷通槽的上表面均匀分布多个水路开口。
7.根据权利要求5所述的晶圆化学机械抛光保持环的清洗方法，其特征在于，所述水流通路从研磨头上方的转轴外壳向下铺设进入研磨头下的保持环的凹陷通槽中。
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