專利名稱：一種cmp機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體集成電路制造過程中，晶片在化學(xué)機(jī)械研磨機(jī)臺(tái)中經(jīng)過拋光后，要繼續(xù)經(jīng)過一系列的清洗步驟，除去在拋光過程中，晶片表面所殘留的研磨液，以及微粒等臟污， 用以保證晶片后續(xù)加工制造過程中的質(zhì)量，從而完整的完成了化學(xué)業(yè)機(jī)械研磨的工藝。常規(guī)的晶片清洗步驟一般采用刷洗的方法，待晶片拋光過后，采用刷子配合清洗液在晶片的表面來回擦拭，從而達(dá)到清洗的目的。然而在采用刷洗的晶片清洗過程中，我們發(fā)現(xiàn)，由于刷子接觸晶片給晶片一定的壓力，容易造成晶片圖案的損傷，特別是隨著晶片工藝尺寸的減小，圖案的損傷對(duì)晶片良率的影響也越來越大。而且由于晶片表面設(shè)有的溝槽， 很多的微粒都位于溝槽深處，清洗難度較大，且現(xiàn)有的清洗步驟一次一般只能清洗一片晶圓，若機(jī)臺(tái)同時(shí)研磨出兩片晶圓時(shí)，清洗系統(tǒng)就會(huì)降低機(jī)臺(tái)的產(chǎn)出率；如日本的m^ara廠商就生產(chǎn)出同時(shí)研磨出兩片晶圓的機(jī)臺(tái)，但它的清洗系統(tǒng)一次只能清洗一片晶圓，這就大大限制了機(jī)臺(tái)本身的產(chǎn)出率，且其只能清洗晶圓的正面，這樣就會(huì)造成晶圓背面沒有清洗干凈可能帶來一定的負(fù)面影響?；瘜W(xué)機(jī)械研磨(chemical mechanical polishing，簡(jiǎn)稱CMP)制程是半導(dǎo)體工藝中的一個(gè)步驟，該工藝于90年代前期開始被引入半導(dǎo)體硅晶片工序，從氧化膜等層間絕緣膜開始，推廣到聚合硅電極、導(dǎo)通用的鎢插塞(W_Plug)、STI (元件分離)，而在與器件的高性能畫同時(shí)引進(jìn)的銅布線工藝技術(shù)方面，現(xiàn)在已經(jīng)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。雖然目前有多種平坦化技術(shù)，同時(shí)很多更為先進(jìn)的平坦化技術(shù)也在研究當(dāng)中嶄露頭角，但是CMP已經(jīng)被證明是目前最佳也是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)全局平坦化的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其中，包括
設(shè)置在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)的超聲波清洗裝置、噴霧清洗裝置和干燥裝置，超聲波清洗裝置通過噴霧清洗裝置與干燥裝置連接；
其中，噴霧清洗裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室兩側(cè)且部分設(shè)置在其內(nèi)的清洗劑噴霧裝置，兩可旋轉(zhuǎn)固定裝置分別對(duì)應(yīng)兩清洗劑噴霧裝置位置設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)，一部分設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的惰性氣體噴氣裝置設(shè)置在兩可旋轉(zhuǎn)固定裝置之間。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其中，超聲波清洗裝置包含有同時(shí)清洗兩片晶圓的裝置。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其中，清洗劑噴霧裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的可上下移動(dòng)的噴霧噴頭，設(shè)置在噴霧清洗室外的清洗劑入口和氣體入口。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其中，惰性氣體噴氣裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的雙向噴頭和設(shè)置在噴霧清洗室外的惰性氣體進(jìn)氣口。
上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其中，超聲波清洗裝置與晶圓傳遞裝置連接。本發(fā)明還公開了一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，包括以下步驟
步驟Sl 在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)，將拋光后的兩片晶圓經(jīng)傳遞裝置同時(shí)傳送至同一超聲波清洗室內(nèi)，采用傳統(tǒng)工藝?yán)们逑磩┩瑫r(shí)清洗兩片晶圓；
步驟S2 將清洗后的兩片晶圓分別轉(zhuǎn)移至第一道噴霧清洗室的兩旋轉(zhuǎn)固定裝置上，利用可上下移動(dòng)的兩噴霧噴頭分別向兩片晶圓噴灑噴霧清洗劑，同時(shí)位于兩旋轉(zhuǎn)固定裝置中間位置的雙向噴頭同時(shí)向兩片晶圓噴灑惰性氣體；
步驟S3 將經(jīng)過噴霧清洗后的兩片晶圓轉(zhuǎn)移至第二道噴霧清洗室的兩旋轉(zhuǎn)固定裝置上，采用相同的條件及步驟，再次對(duì)兩片晶圓進(jìn)行噴霧清洗后，轉(zhuǎn)移至干燥室進(jìn)行干燥處理。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，超聲波清洗室、干燥室和第一、二道噴霧清洗室均設(shè)置在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，超聲波清洗內(nèi)設(shè)置有同時(shí)清洗兩片晶圓的
直ο上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，噴霧清洗室外的兩側(cè)設(shè)置有清洗劑入口、氣體入口和惰性氣體進(jìn)氣口。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，清洗劑由去離子水和氨水按一定比例混合而成。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，噴霧清洗劑包含有氨水、氫氟酸、去離子水和雙氧水。上述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其中，噴霧噴頭通過氣體入口通入的含有氮?dú)獾亩栊詺怏w霧化噴霧清洗劑。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對(duì)晶片表面進(jìn)行無直接接觸清洗，且同時(shí)增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個(gè)清洗系統(tǒng)可以同時(shí)清洗兩片晶圓，不僅避免對(duì)晶圓造成損傷，還不會(huì)帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對(duì)CMP工藝產(chǎn)出率的降低。


圖1為本發(fā)明CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明中噴霧清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的說明
圖1為本發(fā)明CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中噴霧清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1-2所示，在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)，拋光后的兩片晶圓6、7經(jīng)傳遞裝置同時(shí)傳送至超聲波清洗室1內(nèi)，由于超聲波清洗室1內(nèi)增加設(shè)置了放置一片晶圓的位置，所以能采用傳統(tǒng)工藝?yán)糜扇ルx子水和氨水按一定比例混合而成的清洗劑同時(shí)清洗兩片晶圓6、7。之后，將清洗后的兩片晶圓6、7分別轉(zhuǎn)移并固定在第一道噴霧清洗室2內(nèi)的旋轉(zhuǎn)固定裝置8、9上，且晶圓6、7清洗面分別正對(duì)噴霧噴頭沈、27，然后分別在清洗劑入口 24、
425通入包含有氨水、氫氟酸(HF)、去離子水和雙氧水及工藝特定的一些清洗劑，同時(shí)在氣體入口 22、23通入包含有氮?dú)獾鹊亩栊詺怏w以進(jìn)行霧化處理，通過設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)可上下移動(dòng)的噴霧噴頭26、27將清洗劑無接觸的噴灑在晶圓6、7上，以去除晶圓6、7表面殘留的研磨液、胃里等臟污；在清洗的同時(shí)，通過惰性氣體入口觀通入惰性氣體，并通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)固定裝置8、9之間的雙向噴頭四將惰性氣體噴灑在晶圓6、7之間，以防止噴頭26、 27噴出的噴霧污染晶圓6、7遠(yuǎn)離噴頭沈、27的一面。由于分別固定在旋轉(zhuǎn)固定裝置8、9上的晶圓6、7可以隨著固定裝置8、9旋轉(zhuǎn)，所以晶圓6、7的兩面都可以利用噴霧清洗。其中，在采用噴霧方式噴灑清洗晶圓6、7時(shí)，通過控制噴霧噴頭沈、27噴出的清洗劑的濃度、速度、方向、流量、時(shí)間等參數(shù)來調(diào)整清洗效果。最后，將采用噴霧清洗后的晶圓6、7轉(zhuǎn)移至第二噴霧清洗室3內(nèi)，采用在第一噴霧清洗室2內(nèi)相同的工藝及其步驟，再次對(duì)晶圓6、7進(jìn)行清洗之后，分別將晶圓6、7轉(zhuǎn)移至干燥室4、5中進(jìn)行干燥處理。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提出一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對(duì)晶片表面進(jìn)行無直接接觸清洗，且同時(shí)增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個(gè)清洗系統(tǒng)可以同時(shí)清洗兩片晶圓，不僅避免對(duì)晶圓造成損傷，還不會(huì)帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對(duì)CMP工藝產(chǎn)出率的降低。通過說明和附圖，給出了具體實(shí)施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。 因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括設(shè)置在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)的超聲波清洗裝置、噴霧清洗裝置和干燥裝置，超聲波清洗裝置通過噴霧清洗裝置與干燥裝置連接；其中，噴霧清洗裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室兩側(cè)且部分設(shè)置在其內(nèi)的清洗劑噴霧裝置，兩可旋轉(zhuǎn)固定裝置分別對(duì)應(yīng)兩清洗劑噴霧裝置位置設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)，一部分設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的惰性氣體噴氣裝置設(shè)置在兩可旋轉(zhuǎn)固定裝置之間。
2.如權(quán)利要求1所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其特征在于，超聲波清洗裝置包含有同時(shí)清洗兩片晶圓的裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其特征在于，清洗劑噴霧裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的可上下移動(dòng)的噴霧噴頭，設(shè)置在噴霧清洗室外的清洗劑入口和氣體入
4.如權(quán)利要求1所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其特征在于，惰性氣體噴氣裝置包含有設(shè)置在噴霧清洗室內(nèi)的雙向噴頭和設(shè)置在噴霧清洗室外的惰性氣體進(jìn)氣口。
5.如權(quán)利要求1所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)，其特征在于，超聲波清洗裝置與晶圓傳遞裝置連接。
6.一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，包括以下步驟步驟Sl 在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)，將拋光后的兩片晶圓經(jīng)傳遞裝置同時(shí)傳送至同一超聲波清洗室內(nèi)，采用傳統(tǒng)工藝?yán)们逑磩┩瑫r(shí)清洗兩片晶圓；步驟S2 將清洗后的兩片晶圓分別轉(zhuǎn)移至第一道噴霧清洗室的兩旋轉(zhuǎn)固定裝置上，利用可上下移動(dòng)的兩噴霧噴頭分別向兩片晶圓噴灑噴霧清洗劑，同時(shí)位于兩旋轉(zhuǎn)固定裝置中間位置的雙向噴頭同時(shí)向兩片晶圓噴灑惰性氣體；步驟S3 將經(jīng)過噴霧清洗后的兩片晶圓轉(zhuǎn)移至第二道噴霧清洗室的兩旋轉(zhuǎn)固定裝置上，采用相同的條件及步驟，再次對(duì)兩片晶圓進(jìn)行噴霧清洗后，轉(zhuǎn)移至干燥室進(jìn)行干燥處理。
7.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，超聲波清洗室、干燥室和第一、二道噴霧清洗室均設(shè)置在CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)。
8.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，超聲波清洗內(nèi)設(shè)置有同時(shí)清洗兩片晶圓的裝置。
9.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，噴霧清洗室外的兩側(cè)設(shè)置有清洗劑入口、氣體入口和惰性氣體進(jìn)氣口。
10.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，清洗劑由去離子水和氨水按一定比例混合而成。
11.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，噴霧清洗劑包含有氨水、 氫氟酸、去離子水和雙氧水。
12.如權(quán)利要求6所述的CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗方法，其特征在于，噴霧噴頭通過氣體入口通入的含有氮?dú)獾亩栊詺怏w霧化噴霧清洗劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法。本發(fā)明公開了一種CMP機(jī)臺(tái)內(nèi)置清洗結(jié)構(gòu)及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對(duì)晶片表面進(jìn)行無直接接觸清洗，且同時(shí)增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個(gè)清洗系統(tǒng)可以同時(shí)清洗兩片晶圓，不僅避免對(duì)晶圓造成損傷，還不會(huì)帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對(duì)CMP工藝產(chǎn)出率的降低。
文檔編號(hào)B24B37/34GK102441843SQ20111025026
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月29日
發(fā)明者張守龍, 張明華, 白英英, 陳玉文 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司