CN201529939U - 化学机械研磨设备的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种化学机械研磨设备的清洗装置，其用于在化学机械研磨设备产生报警信号时清洗晶片，所述化学机械研磨设备的清洗装置包括清洗管路、清洗喷嘴以及控制单元，所述清洗喷嘴与清洗管路连接，所述控制单元用于根据所述报警信号控制清洗管路的通断，进而控制清洗喷嘴喷出清洗物清洗晶片。所述清洗装置可自动接收化学机械研磨设备发出的报警信号，并根据报警信号控制清洗管路的通断，以清洗所述晶片，可省时省力的去除所述晶片上残留的研磨液，提高了生产效率，并可确保晶片的清洗效果，提高了产品的良率。

Description

化学机械研磨设备的清洗装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种化学机械研磨设备的清洗装置。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细，为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的尺寸日益减小，平面布线已难以满足半导体器件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，进一步提高半导体器件的集成密度。由于多层互连或填充深度比较大的沉积过程导致了晶片表面过大的起伏，引起光刻工艺聚焦的困难，使得对线宽的控制能力减弱，降低了整个晶片上线宽的一致性。为此，需要对不规则的晶片表面进行平坦化处理。目前，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是达成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半导体制作工艺进入亚微米领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。

化学机械研磨是一个复杂的工艺过程，它是将晶片表面与研磨垫的研磨表面接触，然后，通过晶片表面与研磨表面之间的相对运动将晶片表面平坦化，目前，业界通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺，例如，日本Ebara公司生产的化学机械研磨设备。详细的，请参考图1，其为现有的化学机械研磨设备的示意图，所述化学机械研磨设备包括研磨平台(polish table)11、顶环(top ring)12以及研磨液供应喷嘴13，所述研磨平台11的上表面粘贴有研磨垫(pad)14。

如图1所示，进行化学机械研磨时，可将要研磨的晶片15附着在顶环12上，并将顶环12移动到研磨平台11上方，同时将晶片15压紧到研磨平台11上，该晶片15的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫14，当研磨平台11在马达的带动下旋转时，顶环12也进行相对运动。同时，研磨液通过研磨液供应喷嘴13输送到研磨垫14上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫14上。化学机械研磨工艺所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒，通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶片的表面去掉，达到全局平坦化的效果。

然而，在实际生产中发现，当进行化学机械研磨过程时，所述化学机械研磨设备可能发生故障而报警，例如，当侦测到化学品泄露，或者是马达运动异常等情况时，所述化学机械研磨设备就会产生报警信号，并将所述报警信号传送至各个模块，使得吸附着晶片15的顶环12从研磨平台11升起，之后，所述化学机械研磨设备的各个模块即停止动作。这时，就需要工作人员来维修设备，查找发生故障的原因，并予以解决。

此时，晶片15上已经布满了研磨液，这些研磨液对晶片15的表面具有腐蚀作用。若维修设备的时间过长，而这些残留的研磨液未被及时清理掉，那这些研磨液就会过度腐蚀晶片15，极有可能在晶片15表面产生划痕等缺陷，并影响晶片表面的平整度，严重时，这些残留的研磨液还会在金属间引起短路或开路现象，降低了产品的良率。

针对上述问题，现有的解决方法通常是工作人员在发现设备报警时，即立刻用喷水枪等工具向晶片15喷洒去离子水，以清洗掉晶片15上残留的研磨液。然而，这种人工清洗方式非常费时费力，工作人员需要首先清洗晶片，浪费了维修设备的时间，并且手动清洗晶片，也无法确保清洗的效果。更为严重的是，一旦工作人员未及时发现设备报警，则极有可能造成晶片报废，给工艺生产带来巨大的损失。

因此，提供一种可在化学机械研磨设备产生报警信号时，及时有效的清洗晶片的清洗装置，是十分必要。

实用新型内容

本实用新型提供一种化学机械研磨设备的清洗装置，以解决现有的化学机械研磨设备在产生报警信号时，无法自动清洗晶片的问题，避免晶片上残留的研磨液过度腐蚀晶片，可及时有效的去除晶片上残留的研磨液。

为解决上述问题，本实用新型提出一种化学机械研磨设备的清洗装置，其用于在所述化学机械研磨设备产生报警信号时清洗晶片，所述清洗装置包括：清洗管路；清洗喷嘴，与所述清洗管路连接；控制单元，用于根据所述报警信号控制所述清洗管路的通断，以控制所述清洗喷嘴喷出清洗物清洗所述晶片。

可选的，所述化学机械研磨设备的清洗装置还包括设置在所述清洗管路上的气动阀，所述化学机械研磨设备的清洗装置还包括与所述气动阀连接的控制气路。

可选的，所述控制单元包括：电磁阀，设置于所述控制气路上；控制器，与所述电磁阀连接，其用于接收所述报警信号，并将所述报警信号传送至所述电磁阀，所述电磁阀根据所述报警信号控制所述气动阀的开关，进而控制所述清洗管路的通断。

可选的，所述控制器是可编程控制器。

可选的，所述控制器是单片机。

可选的，所述化学机械研磨设备的清洗装置还包括与所述清洗管路连通的总管路，所述总管路是去离子水管路。

与现有技术相比，本实用新型所提供的化学机械研磨设备的清洗装置，可自动接收化学机械研磨设备发出的报警信号，并根据所述报警信号控制清洗管路的通断，进而控制清洗喷嘴喷出清洗物清洗所述晶片，可自动的、且省时省力的去除所述晶片上残留的研磨液，提高了生产效率，可确保晶片的清洗效果，提高了产品的良率。

附图说明

图1为现有的化学机械研磨设备的示意图；

图2为本实用新型实施例所提供的化学机械研磨设备的清洗装置的清洗示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的化学机械研磨设备的清洗装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

在背景技术中已经提及，在研磨过程中，一旦设备发生故障而报警，化学机械研磨设备就会产生报警信号。此时，晶片上已经布满了研磨液，如果这些残留的研磨液未被及时清理掉，这些研磨液就会过度腐蚀晶片，极有可能在晶片表面产生划痕等缺陷，影响晶片表面的平整度，甚至会在金属间引起短路或开路现象，造成晶片报废。

本实用新型的核心思想在于，提供一种化学机械研磨设备的清洗装置，所述清洗装置可自动接收化学机械研磨设备发出的报警信号，并根据所述报警信号控制清洗管路的通断，以控制清洗喷嘴喷出清洗物清洗所述晶片，可省时省力的去除所述晶片上残留的研磨液，提高了生产效率，并可确保晶片的清洗效果，提高了产品的良率。

具体请参考图2，其为本实用新型实施例所提供的化学机械研磨设备的清洗装置的清洗示意图，化学机械研磨设备的清洗装置100用于在化学机械研磨设备产生报警信号时清洗晶片25，如图2所示，化学机械研磨设备的清洗装置100包括：清洗管路110、清洗喷嘴120以及控制单元。其中，清洗喷嘴120与清洗管路110连接，控制单元用于根据所述报警信号，控制清洗管路110的通断，进而控制清洗喷嘴120喷出清洗物，以清洗晶片25。

所述化学机械研磨设备的清洗装置100可自动接收报警信号，并根据报警信号控制清洗管路110的通断，以控制清洗喷嘴120喷出清洗物清洗晶片25，无需手动清洗晶片25，节省了人力资源，并可快速的去除晶片25上残留的研磨液，提高了生产效率，且可确保晶片25的清洗效果。

在本实用新型的一个具体实施例中，化学机械研磨设备的清洗装置100还包括气动阀140，所述气动阀140设置在清洗管路110上，其可用于控制清洗管路110的通断。

在本实用新型的一个具体实施例中，化学机械研磨设备的清洗装置100还包括控制气路150，所述控制气路150与气动阀140连接，所述控制气路150用于控制气动阀140的开关。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述控制单元包括：电磁阀131以及控制器132，其中，电磁阀131设置于控制气路150上，控制器132与电磁阀131连接。所述控制器132用于接收所述报警信号，并将所述报警信号传送至电磁阀131，所述电磁阀131根据所述报警信号控制控制气路150，进而控制气动阀140的开关，从而控制清洗管路110的通断，以控制清洗喷嘴120喷出清洗物清洗晶片。

较佳的，控制器132是可编程控制器(PLC)，在本实用新型的一个具体实施例中，控制器132可以是所述化学机械研磨设备自带却闲置未用的控制器。

当然，控制器132也可以是额外安装的PLC产品，例如，西门子S7-200、300、400系列的PLC；三菱FX系列的PLC；欧姆龙CJ1、CS1系列的PLC，以及LG等一些其他品牌的PLC产品也可以采用。

当然，在本实用新型其它具体实施例中，控制器132也可以采用其它运算控制器件来替代，例如，控制器132也可以是单片机。

在本实用新型的一个具体实施例中，化学机械研磨设备的清洗装置100还包括总管路(未图示)，所述总管路与清洗管路110连通。

优选的，所述总管路是去离子水管路，利用去离子水清洗晶片25可以较快的冲洗掉晶片25上残留的研磨液，避免这些研磨液过度腐蚀晶片25，且利用去离子水清洗晶片25的成本较低。

在本实用新型的其它具体实施例中，所述总管路也可以是气体管路，以利用气流将晶片25表面残留的研磨液吹走，例如，可利用氮气或压缩空气去除晶片25上残留的研磨液。当然，所述总管路也可以是供应保护剂的管路，所述保护剂可以抑制研磨液与晶片25反应，同样可以避免晶片25被过度腐蚀。

在本实用新型的一个具体实施例中，清洗管路110的材质可以是可溶性聚四氟乙烯，使用可溶性聚四氟乙烯制成的清洗管路110可耐酸碱，确保在化学机械研磨过程中，研磨液即使溅射到清洗管路110上，清洗管路110也不会被腐蚀，且使用可溶性聚四氟乙烯制成的清洗管路110不会产生粉尘或颗粒，确保晶片25的洁净度。

当进行化学机械研磨时，可将要研磨的晶片25附着在顶环22上，并将顶环22移动到研磨平台21上方，同时将晶片25压紧到研磨平台21上，该晶片25的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫24，当研磨平台21在马达的带动下旋转时，顶环22也进行相对运动。同时，研磨液通过研磨液供应喷嘴23输送到研磨垫24上，并通过离心力均匀地分布在研磨垫24上，以达到全局平坦化的效果。

而一旦所述化学机械研磨设备发生故障而报警时，就会产生报警信号，所述报警信号通常是24V的数字信号。此时，吸附着晶片25的顶环22从研磨平台21上升起，并停留在研磨平台21上方。同时，所述报警信号传送至化学机械研磨设备的各个模块，所述各个模块即停止所有动作。

如图2所示，此时，控制器132即可接收所述报警信号，接收所述报警信号后，控制器132将所述报警信号传送至电磁阀131，所述电磁阀131被打开，进而导通控制气路150，所述控制气路150则可打开气动阀140，因此，清洗管路110中有去离子水流过，清洗喷嘴120喷出去离子水清洗晶片25，可快速有效地去除晶片25上残留的研磨液，且省时省力，工作人员无需手动清洗晶片25，提高了生产效率。

同时，所述清洗装置100可持续的清洗晶片25，直至所述化学机械研磨设备的故障被排除，确保了晶片25的清洗效果，避免残留的研磨液过度腐蚀晶片25，提高了产品的良率。

综上所述，本实用新型提供一种化学机械研磨设备的清洗装置，所述清洗装置用于在所述化学机械研磨设备产生报警信号时清洗晶片，所述清洗装置包括清洗管路、清洗喷嘴以及控制单元，所述清洗喷嘴与清洗管路连接，所述控制单元用于根据所述报警信号，控制清洗管路的通断，进而控制清洗喷嘴喷出清洗物清洗晶片。所述清洗装置可自动接收报警信号，并根据所述报警信号控制清洗管路的通断，以清洗所述晶片，本实用新型可省时省力的去除所述晶片上残留的研磨液，提高了生产效率，并可确保晶片的清洗效果。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，用于在所述化学机械研磨设备产生报警信号时清洗晶片，所述清洗装置包括：

清洗管路；

清洗喷嘴，与所述清洗管路连接；

控制单元，用于根据所述报警信号控制所述清洗管路的通断，以控制所述清洗喷嘴喷出清洗物清洗所述晶片。

2.如权利要求1所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，还包括设置在所述清洗管路上的气动阀。

3.如权利要求2所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，还包括与所述气动阀连接的控制气路。

4.如权利要求3所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，所述控制单元包括：

电磁阀，设置于所述控制气路上；

控制器，与所述电磁阀连接，用于接收所述报警信号，并将所述报警信号传送至所述电磁阀，所述电磁阀根据所述报警信号控制所述气动阀的开关，进而控制所述清洗管路的通断。

5.如权利要求4所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，所述控制器是可编程控制器。

6.如权利要求4所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，所述控制器是单片机。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，还包括与所述清洗管路连通的总管路。

8.如权利要求7所述的化学机械研磨设备的清洗装置，其特征在于，所述总管路是去离子水管路。

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