CN201559125U - 清洗装置以及化学机械研磨设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭露了一种清洗装置以及化学机械研磨设备，所述清洗装置用于清洗研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，所述清洗装置包括：第一清洗管路；第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；第二清洗管路；第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。所述清洗装置不仅能够清洗修整器，并可去除研磨平台上残留的研磨液，提高了清洗效率，有利于提高产品的良率。

Description

清洗装置以及化学机械研磨设备

技术领域

本实用新型涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种清洗装置以及化学机械研磨设备。

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。

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。所述化学机械研磨设备首先进行研磨工艺，再进行研磨后处理工艺。所述研磨后处理工艺用于对已进行研磨工艺的晶片进一步研磨清洗，以去除研磨后附着在晶片上的研磨颗粒。

请参考图1，其为现有的化学机械研磨设备的示意图。如图1所示，所述化学机械研磨设备包括研磨平台10、修整器20、清洗装置、研磨液供应喷嘴(未图示)以及顶环(未图示)。其中，研磨平台10的上表面由软质的无仿布构成，利用这种无纺布可将附着在晶片表面上的研磨颗粒抛光洗净，修整器20能够在待机位置与研磨平台10上的修整位置之间移动，以修整所述研磨平台10。

具体的说，所述清洗装置包括清洗管路31、喷嘴32、阀33以及控制气路34。其中，喷嘴32与清洗管路31连接，喷嘴32位于所述待机位置的一侧，阀33设置于清洗管路31上，控制气路34通过控制阀33的开闭，来控制清洗管路31的通断。当所述修整器20处于待机位置时，喷嘴32喷出的去离子水可以清洗修整器20。

所述化学机械研磨设备可进行研磨后处理工艺，所述研磨后处理工艺通常如下几个步骤：首先，进行修整过程，也就是将修整器20移动至研磨平台10上方的修整位置，并分别使研磨平台10和修整器20自转，并将修整器20压紧到研磨平台10上，此时，研磨液供应喷嘴可喷出去离子水，以对研磨平台10表面进行修整和清洗；接着，进行研磨过程，也就是将修整器20移动至所述待机位置后，将夹持着晶片的顶环移动到研磨平台10上方，并使研磨平台10和顶环自转，同时将晶片压紧到研磨平台10上，这时，从研磨液供应喷嘴向研磨平台10上供应研磨液，对所述晶片进行精细研磨，以达到全局平坦化的效果；最后，还可以进行清洗的过程，也就是说，使研磨平台10和顶环自转的同时，将晶片压紧到研磨平台10上，并由研磨液供应喷嘴向研磨平台10上喷洒去离子水，以去除晶片上残留的研磨颗粒，确保晶片的洁净。

然而，在实际生产中发现，在研磨过程中，所述研磨液供应喷嘴喷出的研磨液会残留在研磨平台10上，且所述化学研磨设备的其它模块所使用的研磨液也有可能溅射到所述研磨平台10上，这些残留的研磨液如果未被及时清理掉，将会在研磨平台10上形成研磨液的结晶体，这些结晶体在后续研磨过程中，极有可能在晶片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，给工艺生产带来巨大的损失。

针对上述问题，现有的解决方法通常是工作人员每隔一段时间进行一次清理维护，在清理维护时对研磨平台10的上表面以及其周边区域进行擦拭，但是这种清理维护费时费力，并且效果也不理想，不利于化学机械研磨设备的长时间连续作业。

实用新型内容

本实用新型提供一种清洗装置，以解决现有的清洗装置无法清洗研磨平台上残留的研磨液，使得这些残留的研磨液造成晶片表面产生划痕，甚至造成金属间短路或开路，从而降低产品的良率的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出一种清洗装置，所述清洗装置用于清洗研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，所述清洗装置包括：第一清洗管路；第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；第二清洗管路；第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。

可选的，所述清洗装置还包括设置于所述第一清洗管路上的第一阀，所述清洗装置还包括设置于所述第二清洗管路上的第二阀。

可选的，所述清洗装置还包括控制气路，所述控制气路分别与所述第一阀和所述第二阀连接的控制气路，所述第一阀是常关气动阀，所述第二阀是常开气动阀。

可选的，所述清洗装置还包括总管路，所述总管路分别与所述第一清洗管路和所述第二清洗管路连接，所述总管路是去离子水管路。

相应的，本实用新型还提供了一种化学机械研磨设备，所述化学机械研磨设备包括研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，所述化学机械研磨设备还包括清洗装置，所述清洗装置用于清洗所述研磨平台和所述修整器，所述清洗装置包括：第一清洗管路；第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；第二清洗管路；第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。

可选的，所述化学机械研磨设备还包括罩设在所述研磨平台上的防护罩，所述防护罩的材质为可溶性聚四氟乙烯。

可选的，所述清洗装置还包括设置于所述第一清洗管路上的第一阀，所述清洗装置还包括设置于所述第二清洗管路上的第二阀。

可选的，所述清洗装置还包括控制气路，所述控制气路分别与所述第一阀和所述第二阀连接，所述第一阀是常关气动阀，所述第二阀是常开气动阀。

可选的，所述清洗装置还包括总管路，所述总管路分别与所述第一清洗管路和所述第二清洗管路连接，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清洗装置不仅包括第一清洗管路以及与第一清洗管路连接的第一喷嘴，所述清洗装置还包括第二清洗管路以及与第二清洗管路连接的清洗喷嘴。所述清洗装置不仅能够清洗修整器，并可去除研磨平台上残留的研磨液，提高了清洗效率，有利于提高产品的良率。

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提供的化学机械研磨设备的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的清洗装置的示意图。

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清洗装置以及化学机械研磨设备作进一步详细说明。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，研磨液经常会残留在研磨平台上。而现有的清洗装置仅包括一个清洗管路以及一个喷嘴，所述喷嘴位于修整器的待机位置的一侧，当所述修整器移动至所述待机位置时，所述喷嘴喷出的去离子水可以清洗修整器。但是，现有的清洗装置无法清洗研磨平台上残留的研磨液，这些残留的研磨液如果未被及时清理掉，将会在研磨平台上形成研磨液的结晶体，而这些结晶体在后续研磨过程中，极有可能在晶片表面产生划痕等缺陷，严重时，这些残留的研磨液甚至会引起金属短路或开路现象，大大降低产品的良率，给工艺生产带来巨大的损失。

本实用新型的核心思想在于，提供一种清洗装置，本实用新型所提供的清洗装置不仅包括第一清洗管路以及与第一清洗管路连接的第一喷嘴，还包括第二清洗管路以及与第二清洗管路连接的清洗喷嘴，也就是说，所述清洗装置不仅能够清洗修整器，还可以去除研磨平台上残留的研磨液，提高了清洗效率，有利于提高产品的良率。

具体请参考图2和图3，其中，图2为本实用新型实施例提供的化学机械研磨设备的示意图，图3为本实用新型实施例提供的清洗装置的示意图。

首先参考图2，本实用新型实施例所提供的清洗装置用于清洗研磨平台100和修整器200，所述修整器200用于修整研磨平台100。所述清洗装置包括：第一清洗管路310、第一喷嘴320、第二清洗管路360、第二喷嘴370，其中，第一喷嘴320与第一清洗管路310连接，用于清洗修整器200，第二喷嘴370与第二清洗管路360连接，用于清洗研磨平台100。

本实用新型实施例所提供的清洗装置包括第二清洗管路360以及与第二清洗管路360连接的清洗喷嘴370，因此，所述清洗装置不仅能够清洗修整器200，还可以去除研磨平台100上残留的研磨液，提高了清洗效率，有利于提高工艺的稳定性，可提高产品的良率。

在本实用新型的一个具体实施例中，第一清洗管路310以及第二清洗管路360是由可溶性聚四氟乙烯制成的管路，以确保在化学机械研磨过程中，研磨液即使溅射到第一清洗管路310以及第二清洗管路360上，第一清洗管路310以及第二清洗管路360也不会被腐蚀，且使用可溶性聚四氟乙烯制成的管路不会产生粉尘或颗粒，可确保晶片的洁净度。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述清洗装置还包括设置于第一清洗管路310上的第一阀330，所述第一阀330在需要清洗修整器200时开启。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述清洗装置还包括设置于第二清洗管路360上的第二阀380，所述第二阀380在需要清洗研磨平台100时开启。

进一步的，所述清洗装置还包括控制气路340，所述控制气路340分别与第一阀330和第二阀380连接。例如，可通过一个三通接头即可将所述控制气路340分成两路，分别接在第一阀330和第二阀380上。所述控制气路340用于控制第一阀330和第二阀380的开闭。

在本实用新型的一个具体实施例中，第一阀330是常关气动阀，当修整器200处于待机位置时，第一阀330在控制气路340的控制下开启，第一喷嘴320可喷出清洗物质以清洗修整器200。

在本实用新型的一个具体实施例中，第二阀380是常开气动阀，当需要清洗研磨平台100时，第二阀360在控制气路340的控制下开启，第二喷嘴370可喷出清洗物质以清洗研磨平台100。

在本实用新型的一个具体实施例中，所述清洗装置还包括总管路350，所述总管路350分别与第一清洗管路310和第二清洗管路360连接，以分别向第一清洗管路310和第二清洗管路360供给清洗物质。

较佳的，总管路350是去离子水管路，利用去离子水清洗研磨平台100以及修整器200的成本较低，且清洗效果较佳。

当然，在本实用新型的其它具体实施例中，总管路350也可以是气体管路，以利用气流将研磨平台100以及修整器200表面残留的研磨液吹走，例如可利用氮气或压缩空气去除研磨平台100以及修整器200上的研磨液。

本实用新型实施例还提供了一种化学机械研磨设备，所述化学机械研磨设备可用于进行研磨后处理工艺，所述研磨后处理工艺用于对已进行研磨工艺的晶片进一步研磨，并清洗晶片上残留的研磨颗粒。

如图3所示，并结合图2，所述化学机械研磨设备包括研磨平台100和修整器200，所述修整器200用于修整研磨平台100，此外，所述化学机械研磨设备还包括清洗装置，所述清洗装置用于清洗所述研磨平台100和所述修整器200，所述清洗装置包括：第一清洗管路310、第一喷嘴320、第二清洗管路360、第二喷嘴370，其中，所述第一喷嘴320与第一清洗管路310连接，用于清洗修整器200，所述第二喷嘴370与第二清洗管路360连接，用于所述研磨平台100。

其中，研磨平台100的上表面可以由软质的无仿布构成，利用这种无纺布可对已完成研磨工艺的晶片进一步研磨，并可将附着在晶片表面上的研磨颗粒抛光洗净。

其中，修整器200与可旋转的驱动轴连接的，以使得修整器200能够在待机位置与修整位置之间移动。可选的，修整器200是在金属或者陶瓷板上固定金刚石离子的金刚石修整器、由尼龙制成的刷子或者是由碳纤维制成的刷子。

进一步的，所述化学机械研磨设备还包括研磨液供应喷嘴(未图示)以及顶环(未图示)。所述顶环可用于夹持晶片，并可将晶片按压到研磨平台100上进行研磨，所述研磨液供应喷嘴用于向研磨平台100供应研磨液或其它液体。

当所述化学机械研磨设备处于待机状态(idle)时，所述修整器200处于待机位置时，控制气路340可打开第一阀330，第二喷嘴320即会有去离子水喷出，以对修整器200进行冲洗。

所述化学机械研磨设备进行研磨后处理工艺时，通常包括如下几个步骤：首先，进行修整过程，也就是将修整器200移动研磨平台100上方，并分别使研磨平台100和修整器200自转，并将修整器200压紧到研磨平台100上，以对研磨平台100表面进行修整。此时，所述研磨液供应喷嘴可喷出去离子水，以对研磨平台100表面进行修整和清洗。在这个时间内，控制气路340可打开第二阀380，所述第二喷嘴370即会有去离子水喷出，以对研磨平台100进行冲洗。由于此时并未使用研磨液，因此即使所述第二喷嘴370喷出去离子水清洗研磨平台100，也不会稀释研磨液而影响正常的工艺。

当然，还可根据工艺要求，控制第二阀380的打开时间，例如，可持续打开5～20秒，以保证冲洗研磨平台100的需要，不会浪费过多的去离子水，且不会影响工艺的顺利进行。

接着，进行研磨过程，也就是将修整器200移动至所述待机位置，并将顶环移动到研磨平台100上方，并使研磨平台100和顶环自转，同时将晶片压紧到研磨平台100上，这时，从研磨液供应喷嘴向研磨平台100上供应研磨液，以达到全局平坦化的效果。

最后，还可进行水清洗的过程，也就是说，使研磨平台100和顶环自转的同时，将晶片压紧到研磨平台100上，并由研磨液供应喷嘴向研磨平台100上喷洒去离子水，以去除晶片上残留的研磨颗粒，确保晶片的洁净。此时，可通过控制气路340来控制第一阀330或第二阀380打开，选择清洗研磨平台100或修整器200。

当然，根据具体的工艺要求，还可通过控制气路340来控制第一阀330或第二阀380打开的时机，以选择其它时间段内来清洗研磨平台100或修整器200，确保不会影响研磨后处理工艺的顺利进行。

在本实用新型的其它实施例中，所述化学机械研磨设备还可包括防护罩400，所述防护罩400的尺寸与研磨平台100的尺寸相匹配，以使得防护罩400恰好罩设在研磨平台100上。所述防护罩400可以防止在研磨过程，研磨液供应喷嘴喷射的研磨液溅射到研磨平台100的周边区域，当然，防护罩400也可以防止其它模块所使用的研磨液溅射到研磨平台100上，避免这些研磨液影响产品的良率。

优选的，防护罩400具有多个开口，所述多个开口分别与修整器200以及第二管路360相匹配，使得修整器200可以在待机位置和研磨位置之间移动，不会影响其它组件的正常运行。

优选的，防护罩400的材质为可溶性聚四氟乙烯，所述防护罩可耐酸碱，避免受到研磨液的腐蚀，且不会产生粉尘或颗粒影响晶片的洁净度。

综上所述，本实用新型提供一种清洗装置，所述清洗装置用于清洗研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，所述清洗装置包括：第一清洗管路；第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；第二清洗管路；第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。所述清洗装置不仅能够清洗修整器，并可去除研磨平台上残留的研磨液，提高了清洗效率，有利于提高产品的良率。

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 (18)

1.一种清洗装置，其特征在于，用于清洗研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，所述清洗装置包括：

第一清洗管路；

第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；

第二清洗管路；

第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。

2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括设置于所述第一清洗管路上的第一阀。

3.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，还包括设置于所述第二清洗管路上的第二阀。

4.如权利要求3所述的清洗装置，其特征在于，还包括控制气路，所述控制气路分别与所述第一阀和所述第二阀连接的控制气路。

5.如权利要求4所述的清洗装置，其特征在于，所述第一阀是常关气动阀。

6.如权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，所述第二阀是常开气动阀。

7.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括总管路，所述总管路分别与所述第一清洗管路和所述第二清洗管路连接。

8.如权利要求1至7中任意一项所述的清洗装置，其特征在于，所述总管路是去离子水管路。

9.一种化学机械研磨设备，其包括研磨平台和修整器，所述修整器用于修整所述研磨平台，其特征在于，还包括清洗装置，所述清洗装置用于清洗所述研磨平台和所述修整器，所述清洗装置包括：

第一清洗管路；

第一喷嘴，与所述第一清洗管路连接，用于清洗所述修整器；

第二清洗管路；

第二喷嘴，与所述第二清洗管路连接，用于清洗所述研磨平台。

10.如权利要求9所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述化学机械研磨设备还包括罩设在所述研磨平台上的防护罩。

11.如权利要求9所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述防护罩的材质为可溶性聚四氟乙烯。

12.如权利要求9所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述清洗装置还包括设置于所述第一清洗管路上的第一阀。

13.如权利要求12所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述清洗装置还包括设置于所述第二清洗管路上的第二阀。

14.如权利要求13所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述清洗装置还包括控制气路，所述控制气路分别与所述第一阀和所述第二阀连接。

15.如权利要求14所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述第一阀是常关气动阀。

16.如权利要求15所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述第二阀是常开气动阀。

17.如权利要求9所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述清洗装置还包括总管路，所述总管路分别与所述第一清洗管路和所述第二清洗管路连接。

18.如权利要求9至17中任意一项所述的化学机械研磨设备，其特征在于，所述总管路是去离子水管路。

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