CN115464558A - 防止清洗液回溅的装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防止清洗液回溅的装置及其使用方法，提供底座；提供晶圆固定机构，晶圆固定机构的上表面固定连接有第一移动机构，晶圆固定机构靠近最外侧的下表面固定连接有挡圈，晶圆固定机构的的下表面上固定连接有晶圆；提供第二移动机构以及固定连接在第二移动机构上的挡板，挡板在晶圆研磨完成前，设于晶圆外的初始位置；研磨晶圆；启动第一移动机构带动晶圆移动；启动第二移动机构，带动挡板移动至晶圆的下方；冲洗研磨垫，挡板用于阻挡清洗液溅射至晶圆上；移动第二移动机构，使得挡板复位。本发明通过在CMP研磨头下面安装可伸缩有机挡板，用来防止研磨垫冲洗时水回溅到晶圆表面，减少薄膜与水的接触，降低腐蚀缺陷的产生。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种防止清洗液回溅的装置及其使用方法。
背景技术
目前CMP(化学机械研磨)工艺研磨完成后，晶圆在De-chuck过程中，chuck是在半导体制造和封测过程中使用夹具治具fixtures和各种工装的统称，也是个工序；De-chuck就是除去卸下排除chuck的动作工序；以上工序在国际上的半导体行业均为自动化作业；Pad rinse(研磨垫冲洗)高压水会溅到晶圆表面，造成晶圆表面薄膜腐蚀等影响。
随着工艺节点的逐渐变小，CMP工艺被广泛使用，不同类型的薄膜研磨都会变得越来越多，不同薄膜与水接触后的影响截然不同，有些材质的薄膜在与水，特别是高压水接触了会受到明显腐蚀。
为解决上述问题，需要一种新型的防止清洗液回溅的装置及其使用方法。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种防止清洗液回溅的装置及其使用方法，用于解决现有技术中研磨垫冲洗过程中高压水会溅到晶圆表面，造成晶圆表面薄膜腐蚀等影响的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种防止清洗液回溅的装置，包括：
底座，所述底座下表面固定连接有转动轴，所述底座的上表面设置有研磨垫；
晶圆固定机构，所述晶圆固定机构的上表面固定连接有第一移动机构，所述晶圆固定机构靠近最外侧的下表面固定连接有挡圈，所述晶圆固定机构的的下表面上固定连接有晶圆；
第二移动机构以及固定连接在所述第二移动机构上的挡板，所述挡板在所述晶圆研磨完成前，设于所述晶圆外的初始位置；
其中，所述转动轴用于带动其上的所述底座转动；
所述第一移动机构用于带动所述晶圆固定机构上的所述晶圆移动至所述研磨垫上研磨；
所述第一移动机构用于带动所述晶圆向远离所述研磨垫的一侧移动；
所述第二移动机构用于带动所述挡板移动至所述晶圆的下方；
所述挡板用于冲洗所述研磨垫时，阻挡清洗液溅射至所述晶圆上；
所述第二移动机构用于冲洗完成后带动所述挡板复位。
优选地，所述挡板的大小大于所述晶圆。
优选地，所述挡板还包括设于其上表面外侧的缓冲垫，使得启动所述第二移动机构，带动所述缓冲垫与所述晶圆固定机构挡圈贴合，且所述挡板、所述缓冲垫不与所述晶圆接触。
优选地，所述缓冲垫为耐腐蚀有机材料。
优选地，所述挡板为耐腐蚀有机材料。
优选地，所述挡板还包括设于其上表面最外侧的固定板，所述固定板的顶端与所述挡板间设有缓冲层，使得启动所述第二移动机构，所述挡圈挤压所述缓冲层，所述缓冲层向所述挡圈的外侧发生形变。
优选地，所述挡板缓冲层的材料为耐腐蚀有机材料。
优选地，所述挡板缓冲层顶端内表面设置有触发器，所述挡板上位于所述挡板触发器下方的位置设置有信号发生器，所述触发器与信号发生器接触时发出控制信号，使得所述第二移动机构停止。
优选地，采用高压喷头向所述底座以及所述研磨垫喷洒所述清洗液。
一种CMP台，上述任意的所述防止清洗液回溅的方法用于所述CMP机台。
如上所述，本发明的防止清洗液回溅的装置及其使用方法，具有以下有益效果：
本发明通过在CMP研磨头下面安装可伸缩有机挡板，用来防止研磨垫冲洗时水回溅到晶圆表面，减少薄膜与水的接触，降低腐蚀缺陷的产生。
附图说明
图1显示为本发明的挡板第一实施例的挡板示意图；
图2显示为本发明的挡板第二实施例示意图；
图3显示为本发明的挡板第三实施例示意图；
图4显示为本发明的A处的结构放大示意图；
图5显示为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
本发明提供一种防止清洗液回溅的装置，包括：
请参阅图1，底座(tool platen)02，底座02下表面固定连接有转动轴01，转动轴01用于带动底座02转动，底座02的上表面设置有研磨垫(pad)03，通常情况下研磨垫03包括圆形基垫以及设于圆形基垫上的抛光垫；
晶圆固定机构08，晶圆固定机构08的上表面固定连接有第一移动机构09，晶圆固定机构08靠近最外侧的下表面固定连接有环状结构的挡圈(retainer ring)081，晶圆07和挡圈081间具有一定距离，其作为耗材，晶圆固定机构08的的下表面上固定连接有晶圆07；通常情况下晶圆07通过真空吸附固定在晶圆固定机构08的下表面；
第二移动机构05以及固定连接在第二移动机构05上的挡板04，挡板04在晶圆07研磨完成前，设于晶圆07外的初始位置，即不影响晶圆07研磨的位置；
第一、二移动机构可由机械臂、传动杆等结构组成，用于安装在CMP机台上带动晶圆固定机构08和挡板04移动。
在本发明的实施例中，步骤一中挡板04的大小略大于晶圆07的大小，能够防止研磨垫冲洗时水回溅到晶圆表面，减少薄膜与水的接触，降低腐蚀缺陷的产生。
转动轴01用于带动其上的底座02转动，底座02上固定连接的研磨垫03也随之转动，启动第一移动机构09，带动晶圆固定机构08上的晶圆07移动至研磨垫03上研磨，在晶圆07的研磨的过程中，研磨下的副产物会附着在研磨垫03上，会影响到研磨垫03的研磨效果，因此需要将研磨垫03上的副产物冲洗掉；
第一移动机构09用于带动晶圆07向远离研磨垫03的一侧移动，即使得晶圆07的下表面与研磨垫03分离；
第二移动机构05用于带动挡板04移动至晶圆07的下方；
在本发明的实施例中，请参阅图2，通常情况下晶圆07的下表面部分超出挡圈081的下表面，因此晶圆04的上表面与挡圈081间还留有较小的缝隙，少量水分仍可能溅射到晶圆上，步骤四中挡板04还包括设于其上表面外侧的缓冲垫06，使得启动第二移动机构05，带动缓冲垫06与晶圆固定机构挡圈081贴合，且挡板04、缓冲垫06不与晶圆07接触。
在本发明的实施例中，缓冲垫06为耐腐蚀有机材料，例如聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚砜酰胺纤维以及聚苯并咪唑纤维等，不与清洗液发生反应，避免对晶圆产生污染。
在本发明的实施例中，挡板04为耐腐蚀有机材料，例如聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚砜酰胺纤维以及聚苯并咪唑纤维等，不与清洗液发生反应，避免对晶圆产生污染。
在本发明的实施例中，请参阅图3，考虑到挡圈081在研磨过程中可能造成损耗，CMP机台在移动挡板04时较难准确移动至挡圈081的下表面，因此挡板04还包括设于其上表面最外侧的固定板041，固定板041的顶端与挡板04间设有缓冲层042，使得启动第二移动机构05，挡圈081挤压缓冲层042，缓冲层042向挡圈081的外侧发生形变。
在本发明的实施例中，挡板缓冲层042的材料为耐腐蚀有机材料，可为弹性较好的橡胶材料。
在本发明的实施例中，请参阅图4，挡板缓冲层042顶端内表面设置有触发器043，挡板04上位于挡板触发器043下方的位置设置有信号发生器044，触发器043与信号发生器044接触时发出控制信号，例如信号发生器044若接收到触发器043的压力超过阈值，则发出控制信号，使得第二移动机构05停止，能够使得挡板04与挡圈081间密封的同时，进一步防止过大的压力损坏挡板04和挡圈081。
挡板04用于冲洗底座02及研磨垫03时阻挡清洗液溅射至晶圆07上；
在本发明的实施例中，采用高压喷头10向底座02以及研磨垫03喷洒清洗液。
第二移动机构05用于挡板04复位，即挡板04首先向下移动，之后再继续移动至初始位置。
本发明还提供一种防止清洗液回溅装置的使用方法，包括：
步骤一，请参阅图1，提供底座(tool platen)02，底座02下表面固定连接有转动轴01，转动轴01用于带动底座02转动，底座02的上表面设置有研磨垫(pad)03，通常情况下研磨垫03包括圆形基垫以及设于圆形基垫上的抛光垫；
提供晶圆固定机构08，晶圆固定机构08的上表面固定连接有第一移动机构09，晶圆固定机构08靠近最外侧的下表面固定连接有环状结构的挡圈(retainer ring)081，晶圆07和挡圈081间具有一定距离，其作为耗材，晶圆固定机构08的的下表面上固定连接有晶圆07；通常情况下晶圆07通过真空吸附固定在晶圆固定机构08的下表面；
提供第二移动机构05以及固定连接在第二移动机构05上的挡板04，挡板04在晶圆07研磨完成前，设于晶圆07外的初始位置，即不影响晶圆07研磨的位置；
第一、二移动机构可由机械臂、传动杆等结构组成，用于安装在CMP机台上带动晶圆固定机构08和挡板04移动。
在本发明的实施例中，步骤一中挡板04的大小略大于晶圆07的大小，能够防止研磨垫冲洗时水回溅到晶圆表面，减少薄膜与水的接触，降低腐蚀缺陷的产生。
步骤二，启动转动轴01带动其上的底座02转动，底座02上固定连接的研磨垫03也随之转动，启动第一移动机构09，带动晶圆固定机构08上的晶圆07移动至研磨垫03上研磨，在晶圆07的研磨的过程中，研磨下的副产物会附着在研磨垫03上，会影响到研磨垫03的研磨效果，因此需要将研磨垫03上的副产物冲洗掉；
步骤三，启动第一移动机构09带动晶圆07向远离研磨垫03的一侧移动，即使得晶圆07的下表面与研磨垫03分离；
步骤四，启动第二移动机构05，带动挡板04移动至晶圆07的下方；
在本发明的实施例中，请参阅图2，通常情况下晶圆07的下表面部分超出挡圈081的下表面，因此晶圆04的上表面与挡圈081间还留有较小的缝隙，少量水分仍可能溅射到晶圆上，步骤四中挡板04还包括设于其上表面外侧的缓冲垫06，使得启动第二移动机构05，带动缓冲垫06与晶圆固定机构挡圈081贴合，且挡板04、缓冲垫06不与晶圆07接触。
在本发明的实施例中，步骤四中缓冲垫06为耐腐蚀有机材料，例如聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚砜酰胺纤维以及聚苯并咪唑纤维等，不与清洗液发生反应，避免对晶圆产生污染。
在本发明的实施例中，步骤四中挡板04为耐腐蚀有机材料，例如聚醚醚酮纤维、聚苯硫醚纤维、聚四氟乙烯纤维、聚砜酰胺纤维以及聚苯并咪唑纤维等，不与清洗液发生反应，避免对晶圆产生污染。
在本发明的实施例中，请参阅图3，考虑到挡圈081在研磨过程中可能造成损耗，CMP机台在移动挡板04时较难准确移动至挡圈081的下表面，因此步骤四中挡板04还包括设于其上表面最外侧的固定板041，固定板041的顶端与挡板04间设有缓冲层042，使得启动第二移动机构05，挡圈081挤压缓冲层042，缓冲层042向挡圈081的外侧发生形变。
在本发明的实施例中，步骤四中挡板缓冲层042的材料为耐腐蚀有机材料，可为弹性较好的橡胶材料。
在本发明的实施例中，请参阅图4，步骤四中挡板缓冲层042顶端内表面设置有触发器043，挡板04上位于挡板触发器043下方的位置设置有信号发生器044，触发器043与信号发生器044接触时发出控制信号，例如信号发生器044若接收到触发器043的压力超过阈值，则发出控制信号，使得第二移动机构05停止，能够使得挡板04与挡圈081间密封的同时，进一步防止过大的压力损坏挡板04和挡圈081。
步骤五，冲洗底座02及研磨垫03，挡板04用于阻挡清洗液溅射至晶圆07上；
在本发明的实施例中，步骤五中采用高压喷头10向底座02以及研磨垫03喷洒清洗液。
步骤六，移动第二移动机构05，使得挡板04复位，即挡板04首先向下移动，之后再继续移动至初始位置。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
综上所述，本发明通过在CMP研磨头下面安装可伸缩有机挡板，用来防止研磨垫冲洗时水回溅到晶圆表面，减少薄膜与水的接触，降低腐蚀缺陷的产生。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种防止清洗液回溅的装置，其特征在于，包括：
底座，所述底座下表面固定连接有转动轴，所述底座的上表面设置有研磨垫；
晶圆固定机构，所述晶圆固定机构的上表面固定连接有第一移动机构，所述晶圆固定机构靠近最外侧的下表面固定连接有挡圈，所述晶圆固定机构的的下表面上固定连接有晶圆；
第二移动机构以及固定连接在所述第二移动机构上的挡板，所述挡板在所述晶圆研磨完成前，设于所述晶圆外的初始位置；
其中，所述转动轴用于带动其上的所述底座转动；
所述第一移动机构用于带动所述晶圆固定机构上的所述晶圆移动至所述研磨垫上研磨；
所述第一移动机构用于带动所述晶圆向远离所述研磨垫的一侧移动；
所述第二移动机构用于带动所述挡板移动至所述晶圆的下方；
所述挡板用于冲洗所述研磨垫时，阻挡清洗液溅射至所述晶圆上；
所述第二移动机构用于冲洗完成后带动所述挡板复位。
2.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板的大小大于所述晶圆。
3.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板还包括设于其上表面外侧的缓冲垫，使得启动所述第二移动机构，带动所述缓冲垫与所述晶圆固定机构挡圈贴合，且所述挡板、所述缓冲垫不与所述晶圆接触。
4.根据权利要求3所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述缓冲垫为耐腐蚀有机材料。
5.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板为耐腐蚀有机材料。
6.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板还包括设于其上表面最外侧的固定板，所述固定板的顶端与所述挡板间设有缓冲层，使得启动所述第二移动机构，所述挡圈挤压所述缓冲层，所述缓冲层向所述挡圈的外侧发生形变。
7.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板缓冲层的材料为耐腐蚀有机材料。
8.根据权利要求6述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：所述挡板缓冲层顶端内表面设置有触发器，所述挡板上位于所述挡板触发器下方的位置设置有信号发生器，所述触发器与信号发生器接触时发出控制信号，使得所述第二移动机构停止。
9.根据权利要求1所述的防止清洗液回溅的装置，其特征在于：采用高压喷头向所述底座以及所述研磨垫喷洒所述清洗液。
10.根据权利要求1至9任一项所述防止清洗液回溅的装置的使用方法，其特征在于：所述方法用于所述防止清洗液回溅的装置。
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