專利名稱：清洗液配運裝置的制作方法
清洗液配運裝置
技水領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于清洗晶片的清洗液配運 裝置。
背景技術(shù)：
化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing ，簡稱CMP)技術(shù)是機械削 磨和化學腐蝕的組合技術(shù)，化學機械拋光技術(shù)借助超微粒子的研磨作用以及
漿料的化學腐蝕作用在被研磨的介質(zhì)表面上形成光潔平坦平面，現(xiàn)己成為半 導體加工行業(yè)的主導技術(shù)?；瘜W機械拋光是集成電路(IC)向微細化、多層化、 薄型化及平坦化工藝發(fā)展的產(chǎn)物，也是晶片向200mm、 300mm乃至更大直徑 過渡、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本及襯底全局化平坦化必備的工藝技術(shù)。 舉例來i兌，典型的邏輯器件包括七道內(nèi)介質(zhì)層CMP工序，七道金屬CMP工序 和一道淺溝槽隔離(STI)CMP工序。因此說，CMP工藝已經(jīng)成為制備集成電 路的半導體工藝的中樞技術(shù)。
一個完整的CMP工藝主要由拋光、后清洗和計量測量等操作組成。其中 后清洗包括對晶片的清洗，也包括對化學機械拋光機各部件的清洗。后清洗 工藝的目的是把CMP中的殘留顆粒和沾污減少到可接受的水平。目前，CMP 工藝的后清洗工藝主要涉及CMP工藝后的晶片清洗，例如，公開號為1604290 的中國專利申請公開了 一種用于化學機械拋光設(shè)備的清洗液配運裝置，該清 洗液配運裝置可以在清洗時為化學機械拋光設(shè)備提供去離子水和化學試劑的 混合液作為清洗液，但是，化學試劑價格昂貴，而且在化學機械拋光工藝前， 晶片已經(jīng)采用清洗液進行清洗過，而且晶片在后續(xù)的沉積薄膜工藝之前也會 采用清洗液進行清洗，并且在形成薄膜之后進行光刻工藝之前也會采用清洗 液進行清洗，甚至在整個工藝之后會對晶片的非半導體器件的表面即背面進.行研磨，不需要對晶片的非半導體器件的表面即晶片的背面采用清洗液進行 清洗。而現(xiàn)有技術(shù)中清洗液配運裝置對晶片的半導體器件的表面和非半導體 器件的表面均采用清洗液進4于清洗，造成清洗液的浪費。下面參照附圖l加以
說明，所述清洗液配運裝置由化學試劑源IO、去離子水源20以及液體通路單 元100組成，虛線框中的部分為清洗液液體通路單元IOO,液體通路單元100具 有化學試劑輸入端27al、去離子水輸入端27a2、第一清洗液輸出端27bl和第一 二清洗液輸出端27b2。在液體通路單元100中，化學試劑輸入端27al通過液體 通路27經(jīng)由第 一可調(diào)節(jié)流量計11和第 一清洗液輸出端27bl相連接；所述去離 子水輸入端27a2通過液體通路27經(jīng)由第二可調(diào)節(jié)流量計21與第 一清洗液輸出 端27bl相連接，所述的化學試劑輸入端27al與去離子水輸入端27a2在分別經(jīng)由 所述第一可調(diào)節(jié)流量計11和第二可調(diào)節(jié)流量計21之后，還分別通過液體通路 經(jīng)由第一三通閥22的第一端和第二端對化學試劑和去離子水混合形成清洗 液，混合后形成的清洗液通過液體通路27經(jīng)由第一單向閥23之后與第二三通 閥24的第一端相連接，并且通過第二三通閥24進行分流，分流后的清洗液的 一支通過第二三通閥24的第二端與第 一清洗液輸出端27b 1相連接，混合后形 成的清洗液的另一支通過第二三通閥24的第三端經(jīng)由第二控制閥32與第二清 洗液輸出端27b2相連接。在對晶片26的半導體器件的表面26a和非半導體器件 的表面26b進行清洗時候，第 一 可調(diào)節(jié)流量閥11控制的化學試劑的流量為 2ml/s，第二可調(diào)節(jié)流量閥21控制去離子水的流量為40ml/s,在第一三通閥22 處進行混合后的清洗液的體積比為l: 20，經(jīng)由第一清洗液輸出端27bl和第一 噴管25a輸出的清洗液的總的流量為21ml/s,同時，經(jīng)由第二清洗液輸出端Wb2 和第二噴管25b輸出的清洗液的流量為21ml/s,當不需要對晶片26的非半導體 器件的表面26b采用清洗液進行清洗，或者換句話說，當僅需要對晶片26的非 半導體器件的表面26b采用去離子水進行清洗的時候，采用現(xiàn)有的清洗液配運 裝置無法實現(xiàn)，且化學試劑的流量為2ml/s,消耗比較大，造成工藝成本增加。.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是現(xiàn)有的清洗液配運裝置的成對清洗液輸出端，每對 清洗液輸出端無法實現(xiàn)一個清洗液輸出端輸出清洗液，同時另 一個清洗液輸 出端輸出去離子水，造成清洗液的浪費。
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種清洗液配運裝置，包括去離子水 源；化學試劑源；清洗液液體通路單元，所述清洗液液體通路單元具有至 少一個去離子水輸入端，與去離子水源相連接；至少一個化學試劑輸入端， 與化學試劑源相連接；和一對或多對清洗液輸出端，所述去離子水輸入端與 化學試劑輸入端通過液體通路與每對清洗液輸出端的第 一清洗液輸出端均相 連接；所述去離子水輸入端通過液體通路單元中的液體通路與每對清洗液輸 出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
所述的化學試劑輸入端通過液體通路經(jīng)由至少一個可調(diào)節(jié)流量計分別與 每個清洗液輸出端相連接，所述去離子水輸入端通過液體通路單元，經(jīng)由至 少一個可調(diào)節(jié)流量計分別與每個清洗液輸出端相連接。
所述液體通路單元中，所述的化學試劑輸入端在經(jīng)由所述的可調(diào)節(jié)流量 計之后，還經(jīng)由至少 一個單向閥與每對清洗液輸出端的第 一清洗液輸出端相 連接。
所述液體通路單元中，所述的化學試劑輸入端與去離子水輸入端在分別 經(jīng)由所述可調(diào)節(jié)流量計之后，還通過液體通路經(jīng)由第 一三通閥的第 一端和第 二端對化學試劑和去離子水混合形成清洗液，所述第一三通閥的第三端經(jīng)由 單向閥與每對清洗液輸出端的第 一清洗液輸出端相連接。
所述液體通路單元中，所述第 一三通閥的第三端通過液體通路經(jīng)由單向 閥與第二三通閥的第 一端相連接，所述第二三通閥的第二端通過液體通路與
每對清洗液輸出端的第一清洗液輸出端相連接；所述第二三通閥的第三端通過液體通路經(jīng)由至少 一個控制閥與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端相 連接。
所述液體通路單元中，所述去離子水輸入端通過液體通路經(jīng)由至少 一個 可調(diào)流量計和控制閥與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
所述液體通路單元中，所述去離子水輸入端通過液體通路經(jīng)由至少 一個 可調(diào)流量計與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
所述的化學試劑為檸檬酸。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
1、 本發(fā)明提供一種清洗液配運裝置，所述清洗液配運裝置具有成對輸出
端，在每對清洗液輸出端中，可以實現(xiàn)同時一個清洗液輸出端輸出清洗液和
另一個清洗液輸出端輸出去離子水，即在對晶片的非半導體器件的表面表面
要求不高的時候，可以對晶片的半導體器件的表面采用清洗液清洗，同時對 晶片的非半導體器件的表面采用去離子水清洗，可以將化學試劑的劑量降低
一半，降低了工藝成本。
2、 本發(fā)明還提供一種采用上述的清洗液配運裝置的晶片的清洗方法，通 過每對清洗液輸出端中的一個輸出去清洗液至晶片的半導體器件的表面進行 清洗，每對清洗液輸出端中的另 一個輸出去離子水至晶片的非半導體器件的 表面進行清洗，可以將化學試劑的劑量降低一半，降低了工藝成本。


圖l是現(xiàn)有的清洗液配運裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本發(fā)明的清洗液配運裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3是本發(fā)明的清洗液配運裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明的實質(zhì)在于提供一種用于化學機械拋光設(shè)備的清洗液配運裝置， 所述去離子水輸入端與化學試劑輸入端通過液體通路與每對清洗液輸出端的 第 一清洗液輸出端均相連接，所述均相連接含義為所述去離子水與化學試劑 可以分別輸出至清洗液輸出端進行混合輸出，或者在液體通路單元內(nèi)部進行
混合再輸出或者其他變換方式，在此不應(yīng)過多限制本發(fā)明保護范圍；所述去 離子水輸入端通過液體通路單元中的液體通路與每對清洗液輸出端的第二清 洗液輸出端直接相連接，所述直接相連接的含義為在第二清洗液輸出端僅輸 出去離子水，去離子水輸入端可以通過可調(diào)節(jié)流量計或者控制閥進行與第二 清洗液輸出端直接相連接，化學試劑輸入端可以通過可調(diào)節(jié)流量計和控制閥 與第二清洗液輸出端相連接，在此不應(yīng)過多限制本發(fā)明的保護范圍。
下面結(jié)合附圖以及具體實施例對本發(fā)明的具體實施方式
做一詳細的描述。
本發(fā)明首先提供一種用于化學機械拋光設(shè)備的清洗液配運裝置的第一實 施例，包括去離子水源；化學試劑源；清洗液液體通路單元，所述清洗液 液體通路單元具有至少一個去離子水輸入端，與去離子水源相連接；至少 一個化學試劑輸入端，與化學試劑源相連接；和一對或多對清洗液輸出端， 所述去離子水輸入端與化學試劑輸入端通過液體通路與每對清洗液輸出端的 第一清洗液輸出端均相連接；所述去離子水輸入端通過液體通路單元中的液 體通路與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
參照圖2所示，所述清洗液配運裝置由化學試劑源10、去離子水源20以 及液體通路單元200組成，虛線框中的部分為清洗液液體通5^單元200,根據(jù) 本實施例，清洗液液體通路單元200具有化學試劑輸入端27al、去離子水輸 入端27a2、清洗液輸出端27bl和清洗液輸出端27b2。在清洗液體通路單元 中，化學試劑輸入端27al通過液體通路27經(jīng)由第 一可調(diào)節(jié)流量計11和第一 清洗液輸出端27bl相連"^妄；所述去離子水輸入端27a2通過液體通路27經(jīng)由
第二可調(diào)節(jié)流量計21與第一清洗液輸出端27bl相連接，所述的化學試劑輸 入端27al與去離子水輸入端27a2在分別經(jīng)由所述第一可調(diào)節(jié)流量計11和第 二可調(diào)節(jié)流量計21之后，還分別通過液體通^各經(jīng)由第一三通閥22的第一端 和第二端對化學試劑和去離子水混合形成清洗液，混合后形成的清洗液通過 液體通路27經(jīng)由第一單向閥23之后與第二三通閥24的第一端相連接，并且 通過第二三通閥24進行分流，分流后的清洗液的一支通過第二三通閥24的 第二端與第一清洗液輸出端27bl相連接，混合后形成的清洗液的另一支通過 第二三通閥24的第三端經(jīng)由第二控制閥32與第二清洗液輸出端27b2相連接。 同時，所述去離子水輸入端27a2且通過液體通路27依次經(jīng)由第三可調(diào)節(jié)流 量計28和第一控制閥31與第二清洗液輸出端27b2相連接，所述第二控制閥 32、第一控制閥31及第二清洗液輸出端27b2通過第四三通閥30相連接。
所述液體通路27為本技術(shù)領(lǐng)域人員公知的金屬液體管道和塑料液體管 道。所述第一控制閥31、第二控制閥32可以是電》茲控制閥或者氣動手動閥。 所述去離子水輸入端27a2與去離子水源20相連接，所述化學試劑輸入端27al 與化學試劑源10相連接，應(yīng)該注意的是，本發(fā)明的去離子水輸入端27a2和 化學試劑輸入端27al可以由用于和去離子水源20或者化學試劑源10相連接 的液體管道等形成。同樣，第一清洗液輸出端27bl、第二清洗液輸出端271 2 也可以是向外輸出清洗液的液體管道等形成，且清洗液輸出端的數(shù)目沒有特 別的限制，可以根據(jù)需要進行合理的選擇。所述第一單向閥23的作用為防止 混合液回流導致污染去化學試劑源IO和離子水源20。
根據(jù)本實施例的清洗液液體通路單元200，當需要向外輸出清洗液時，首 先，第一控制閥31、第二控制閥32呈關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)第一可調(diào)流量計11控 制化學試劑的流量；調(diào)節(jié)第二可調(diào)流量計21控制去離子水的流量，在第一三 通閥22處化學試劑與去離子水進行混合；經(jīng)由第一單向閥第二三通閥 24到達第一清洗液輸出端27bl和第一噴管25a;然后由第一噴管25a噴向晶
片26的半導體器件的表面26a。同時，開啟第一控制閥31，去離子水輸入端 27a2依次經(jīng)由第三可調(diào)節(jié)流量計28、第 一控制閥31第四三通閥30到達第二 清洗液輸出端27b2和第二噴管25b;然后由第二噴管25b噴向晶片26的非半 導體器件的表面26b。
當把第一控制閥31關(guān)閉、第二控制閥32打開時即為現(xiàn)有技術(shù)的清洗裝 置，因此可以根據(jù)實際需要，對晶片的背面是否采用化學試劑與去離子水的 混合液靈活地進行清洗。
作為本實施例的一個實施方式，當采用本發(fā)明的清洗液配運裝置進行配 運清洗液時候，關(guān)閉第二控制閥32，第一可調(diào)節(jié)流量閥ll控制的化學試劑的 流量為lml/s,第二可調(diào)節(jié)流量閥21控制去離子水的流量為20ml/s，在第一 三通閥22處進行混合后的清洗液的體積比為1: 20，經(jīng)由第一清洗液輸出端 27bl和第一噴管25a輸出的清洗液的總的流量為21ml/s,同時，第三可調(diào)節(jié) 流量閥28控制去離子水的流量為20ml/s,開啟第一控制閥31，經(jīng)過第四三通 閥30和第二清洗液輸出端27b2到達第二噴管25b的去離子水流量為20ml/s, 可見，由第一噴管25a和第二噴管25b噴出的清洗液和去離子水(如圖3中 虛線所示)的流量僅相差lml/s,其流量差不會造成晶片26脫離放置晶片的 滾輪，因此可以忽略不計，而且與現(xiàn)有技術(shù)相比，化學試劑的流量由現(xiàn)有技 術(shù)的2ml/s降低為lml/s，降低了一半。
參照圖3給出本發(fā)明的第二實施例，虛線框中的部分為清洗液液體通路 單元300，與液體通if各單元200相比，在清洗液液體通^各單元300中，化學試 劑和去離子水在第一三通閥22進行混合形成混合液即清洗液；混合后形成的 清洗液通過液體通路27經(jīng)由第一單向閥23之后直接與第一清洗液輸出端 27M相連接。同時，所述去離子水輸入端27a2且通過液體通路27經(jīng)由第三 可調(diào)節(jié)流量計28直接與第二清洗液輸出端27b2相連接，減少了第一控制閥 31、第二控制閥32、第二三通閥24及第四三通閥30。除此之外，與第一實
施例沒有其他的不同，在此不再贅述。
沖艮據(jù)本實施例的清洗液液體通路單元300,當需要向外輸出清洗液進行清 洗晶片時，首先，調(diào)節(jié)第一可調(diào)流量計ll控制化學試劑的流量；調(diào)節(jié)第二可 調(diào)流量計21控制去離子水的流量，在第一三通閥22處化學試劑與去離子水 進行混合；經(jīng)由第一單向閥23到達第一清洗液輸出端27bl和第一噴管25a。 同時，去離子水輸入端27a2經(jīng)由第三可調(diào)節(jié)流量計28到達第二清洗液輸出 端27b2和第二噴管25b。
本發(fā)明的清洗液配運裝置還可以在每個液體通路中設(shè)置不同的控制閥進 行液體通路的打開、閉合控制，在此沒有超出本發(fā)明保護的范圍。
本發(fā)明還給出 一種采用第 一 實施例的清洗液配運裝置的晶片的清洗方 法，包括提供去離子水源；提供化學試劑源；提供清洗液液體通路單元， 所述清洗液液體通路單元具有至少一個去離子水輸入端，與去離子水源相 連接；至少一個化學試劑輸入端，與化學試劑源相連接；和一對或多對清洗 液輸出端；從去離子水輸入端輸入的去離子水，從化學試劑輸入端輸入化學 試劑；每對清洗液輸出端中的一個同時輸出去離子水和化學試劑至晶片的具 有半導體器件的表面，每對清洗液輸出端中的另 一個輸出去離子水至晶片的 非半導體器件的表面。
參照圖2，在進行清洗之前，所有控制閥包括第一控制閥31、第二控制 閥32呈關(guān)閉狀態(tài)，調(diào)節(jié)第一可調(diào)流量計11控制化學試劑的流量；調(diào)節(jié)第二 可調(diào)流量計21控制去離子水的流量，化學試劑與去離子水在第一三通閥22 處進行混合；混合液經(jīng)由第一單向閥23、第二三通閥24到達第一清洗液輸出 端27bl和第一噴管25a;然后由第一噴管25a噴向晶片26的半導體器件的表 面26a。同時，開啟第 一控制閥31,去離子水輸入端27a2依次經(jīng)由第三可調(diào) 節(jié)流量計28、第一控制閥31第四三通閥30到達第二清洗液輸出端27b2和第二噴管25b;然后由第二噴管25b噴向晶片26的非半導體器件的表面26b。 所述晶片設(shè)置于裝載晶片的滾輪上，在由清洗液即化學試劑和去離子水清洗 晶片的半導體器件的表面26a及去離子水清洗晶片26的非半導體器件的表面 26b即晶片26的背面時候，所述滾輪進行旋轉(zhuǎn)，帶動晶片進行旋轉(zhuǎn)，所述滾 輪旋轉(zhuǎn)的速率為30至70rpm，所述清洗時間為60至100s,清洗后，去除了
曰曰
片26的半導體器件的表面26a及非半導體器件的表面26b的化學機械拋.
漿料殘余。
作為本發(fā)明的一個實施方式，所述滾輪旋轉(zhuǎn)的速率為50 rpm，所述清洗 時間為80s。
本發(fā)明還給出 一種采用第二實施例的清洗液配運裝置的晶片的清洗方 法，參照圖3，調(diào)節(jié)第一可調(diào)流量計11控制化學試劑的流量；調(diào)節(jié)第二可調(diào) 流量計21控制去離子水的流量，化學試劑與去離子水在第一三通閥22處進 行混合；經(jīng)由第一單向閥23到達第一清洗液輸出端27bl和第一噴管25a,然 后由第一噴管25a噴向晶片26的半導體器件的表面26a。同時，去離子水輸 入端27a2經(jīng)由第三可調(diào)節(jié)流量計28到達第二清洗液輸出端27b2和第二噴管 25b，然后由第二噴管25b噴向晶片26的非半導體器件的表面26b。所述晶片 設(shè)置于裝栽晶片的滾輪上，在由清洗液即化學試劑和去離子水清洗晶片的半 導體器件的表面26a及去離子水清洗晶片26的非半導體器件的表面26b即晶 片26的背面時候，所述滾輪進行旋轉(zhuǎn)，帶動晶片進行旋轉(zhuǎn)，所述滾輪旋轉(zhuǎn)的 速率為30至70 rpm,所述清洗時間為60至100 s，清洗后，去除了晶片26 的半導體器件的表面26a及非半導體器件的表面26b的化學機械拋光漿料殘 余。
雖然本發(fā)明己以較佳實施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本 領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與修改， 因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。
權(quán)利要求
1. 一種清洗液配運裝置，包括去離子水源；化學試劑源；清洗液液體通路單元，所述清洗液液體通路單元具有至少一個去離子水輸入端，與去離子水源相連接；至少一個化學試劑輸入端，與化學試劑源相連接；和一對或多對清洗液輸出端，其特征在于，所述去離子水輸入端與化學試劑輸入端通過液體通路與每對清洗液輸出端的第一清洗液輸出端均相連接；所述去離子水輸入端通過液體通路單元中的液體通路與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述的化學試劑輸入端通過液體通路經(jīng)由至少一個可調(diào)節(jié)流量計分別與每個清洗液輸出端相連接，所述去離子水輸入端通過液體通路單元，經(jīng)由至少一個可調(diào)節(jié)流量計分別與每個清洗液輸出端相連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述液體通路單元中，所述的化學試劑輸入端在經(jīng)由所述的可調(diào)節(jié)流量計之后，還經(jīng)由至少一個單向閥與每對清洗液輸出端的第 一 清洗液輸出端相連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述液體通路單元中，所述的化學試劑輸入端與去離子水輸入端在分別經(jīng)由所述可調(diào)節(jié)流量計之后，還通過液體通路經(jīng)由第一三通閥的第一端和第二端對化學試劑和去離子水混合形成清洗液，所述第一三通閥的第三端經(jīng)由單向閥與每對清 洗液輸出端的第 一 清洗液輸出端相連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述液體通路單元 中，所述第 一三通閥的第三端通過液體通路經(jīng)由單向閥與第二三通閥的第 一端相連接，所述第二三通閥的第二端通過液體通路與每對清洗液輸出端的第一清洗液輸出端相連接；所述第二三通閥的第三端通過液體通路經(jīng)由至少 一個控制閥與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端相連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述液體通路單元 中，所述去離子水輸入端通過液體通路經(jīng)由至少一個可調(diào)流量計和控制閥 與每對清洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述液體通路單元 中，所述去離子水輸入端通過液體通路經(jīng)由至少一個可調(diào)流量計與每對清 洗液輸出端的第二清洗液輸出端直接相連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一個所述的清洗液配運裝置，其特征在于所述 的化學試劑為檸檬酸。
全文摘要
一種清洗液配運裝置，包括去離子水源；化學試劑源；清洗液液體通路單元，所述清洗液液體通路單元具有至少一個去離子水輸入端，與去離子水源相連接；至少一個化學試劑輸入端，與化學試劑源相連接；和一對或多對清洗液輸出端，從所述的去離子水輸入端輸入的去離子水和從所述的化學試劑輸入端輸入的化學溶液可以從每對清洗液輸出端中的一個同時輸出，且可以從所述每對清洗液輸出端中的另一個單獨輸出去離子水。本發(fā)明還提供一種采用上述的清洗液配運裝置的晶片的清洗方法，可以將化學試劑的劑量降低一半，降低了工藝成本。
文檔編號B24B55/00GK101204792SQ20061014780
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者琛 陸 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司