專利名稱：用于化學機械拋光設備的清潔裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于化學機械拋光設備的清潔裝置，更具體地，涉及一種用 于化學機械拋光設備的清潔裝置，該清潔裝置能夠清除在執(zhí)行化學機械拋光 操作的拋光設備的拋光墊中產(chǎn)生的包括泥漿顆粒的雜質(zhì)，從而防止晶片刮 傷。
背景技術：
通常，通過執(zhí)行諸如沉積過程、照相過程、蝕刻過程和離子注入過程的 各種加工過程來制造半導體元件。
例如，硅片在加工過程中具有各種加工層，可以重復執(zhí)行選擇性地清除
和仿造(patterning) —些這種加工層，然后在預成型加工層的表面上沉積另 外的加工層的過程。
這種加工層可以是絕緣層、柵氧化層、傳導層和金屬或玻璃層，等等。
這里，在具體的過程中，在晶片上預成型的加工層的最上表面優(yōu)選為平 的，以允許隨后的加工層沉積在其上。
因此，硅片通過用于將預成型的加工層拋光成平的的拋光過程，從而隨 后的加工層可以可靠地在其上預成型。
具體地，晶片拋光過程是使晶片的表面變平的過程。典型地，例如，已 經(jīng)提出了化學機械拋光/平化(CMP)過程，其中，將化學泥漿涂敷在拋光 墊上，以使拋光墊產(chǎn)生與晶片表面的摩擦接觸，并且在晶片表面在拋光墊上 受壓的狀態(tài)下，晶片和拋光墊相對于彼此執(zhí)行摩擦運動，從而可靠地將晶片 表面變平。
同時，在本申請人提交的韓國專利No.490266中公開了一種用于執(zhí)行如
上所述的CMP過程的設備。
圖1是表示傳統(tǒng)CMP設備的結(jié)構(gòu)的示意圖。參考圖1，傳統(tǒng)CMP設備 可以包括臺板IO、拋光頭20、主軸30和裝載單元40等。拋光墊ll安裝在 臺板10上，拋光墊ll的表面與晶片表面接觸，從而與晶片表面產(chǎn)生物理摩 擦。拋光頭20穩(wěn)定地支撐晶片并且將置于拋光墊11上的晶片向下壓，以使 晶片與拋光墊11摩擦接觸。主軸30用于在朝向拋光墊11按壓支撐晶片的 拋光頭20的同時，旋轉(zhuǎn)拋光頭20。裝載單元40用于將待拋光的晶片裝載到 拋光頭20上或在拋光后將晶片從拋光頭20上卸下。
在這種裝載單元40中，將晶片置于安裝在裝載杯41最上部的裝載板42 的上表面上，以使晶片被裝載板支撐。置于裝載板42和拋光頭20之間的晶 片被二者支撐或與它們彼此分離。與裝載杯41連接的臂44圍繞旋轉(zhuǎn)軸43 朝向拋光頭20旋轉(zhuǎn)并且上、下移動。
同時，對于該結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)CMP設備的缺點在于，在拋光晶片時產(chǎn)生的 包括泥漿顆粒等的雜質(zhì)沉積在拋光墊11的凹槽中，所以會刮傷晶片，或者 降低拋光墊11的壽命。
于是，傳統(tǒng)CMP設備可以進一步包括用于將拋光墊11上的包括泥漿顆 粒的雜質(zhì)清除的清潔裝置。
例如，清潔裝置與主軸30的下表面裝配在一起，從而可以通過主軸30 的旋轉(zhuǎn)而與拋光頭20 —起在拋光墊11上面旋轉(zhuǎn)。所述清潔裝置將諸如去離 子水或超純水等的清潔液噴射在拋光墊11上，從而清除拋光墊11上的包括 泥漿顆粒的雜質(zhì)。
然而，由于傳統(tǒng)用于CMP設備的清潔裝置僅以單一的方式噴射清潔液， 所以清除泥漿顆?；螂s質(zhì)的速度非常慢，從而不能防止上面提及的刮傷晶片 和縮短拋光墊壽命。
此外，在傳統(tǒng)CMP設備中，在執(zhí)行拋光作業(yè)時，會在拋光墊上產(chǎn)生由
摩擦力引起的摩擦熱，所以拋光墊具有較高的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出本發(fā)明，以解決上述現(xiàn)有技術中存在的問題，并且本發(fā)明的 目的是提供一種用于CMP設備的清潔裝置，該清潔裝置可以充分地清除拋 光墊上的包括泥漿顆粒的雜質(zhì)。
此外，本發(fā)明另外的目的是提供一種用于CMP設備的清潔裝置，該清 潔裝置可以處理在執(zhí)行拋光作業(yè)時拋光墊中產(chǎn)生的摩擦熱。
為了實現(xiàn)上述目的，提供一種用于CMP設備的清潔裝置，該清潔裝置
包括不可旋轉(zhuǎn)的中心軸，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸與旋轉(zhuǎn)的主軸不可旋轉(zhuǎn)地連 接，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸包括形成在所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸內(nèi)部的第一通
道和第二通道，清潔液流入第一通道，壓縮氣體流入第二通道；以及噴嘴塊， 所述噴嘴塊與主軸連接，從而在拋光墊上面圍繞所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸旋 轉(zhuǎn)，所述噴嘴塊將通過第一通道供給的清潔液和通過第二通道供給的壓縮氣 體混合，從而形成雙流體并將混合形成的雙流體壓力噴射在拋光墊上。


通過下面結(jié)合附圖的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特征以及優(yōu)
勢將變得更加明顯，在附圖中
圖1是表示根據(jù)傳統(tǒng)技術的CMP設備的結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2是表示根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的用于CMP設備的清潔裝置的示 意性透視圖3是使用根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的用于CMP設備的清潔裝置的 CMP設備的示意性截面圖4是沿圖2中線A-A'剖開的用于CMP設備的清潔裝置的示意性截面
圖。
具體實施例方式
下面，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一種典型實施方式。此外，本領域 技術人員應當理解的是，在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對形式和細節(jié)做出各種變 化，但是本發(fā)明的范圍并不受上述實施方式限制。值得注意的是，在附圖中， 相同的部件用相同的參考數(shù)字表示。
圖2是表示根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的用于CMP設備的清潔裝置的示
意性透視圖；圖3是使用根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的用于CMP設備的清潔 裝置的CMP設備的示意性截面圖；圖4是沿圖2中線A-A'剖開的用于CMP 設備的清潔裝置的示意性截面圖。
參考圖2至圖4，根據(jù)本發(fā)明一種典型實施方式的用于CMP設備的清 潔裝置包括不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100與主軸300 不可旋轉(zhuǎn)地連接并且具有第一通道101和第二通道102，清潔液流入第一通 道101，壓縮氣體流入第二通道102;并且所述清潔裝置還包括噴嘴塊200， 所述噴嘴塊200與主軸300連接，從而可以在安裝在臺板400上的拋光墊410 的上面圍繞不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100旋轉(zhuǎn)；混合通過第一通道101供給的清潔 液和通過第二通道102供給的壓縮氣體，從而形成雙流體，并且將形成的雙 流體壓力噴射在拋光墊410上。
所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100穿過主軸300的中心部分延伸，從而與主軸 300連接。所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100是與主軸300的旋轉(zhuǎn)無關的不能旋轉(zhuǎn) 的軸。
例如，不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100具有安裝在其與主軸300連接的部分上的 旋轉(zhuǎn)配件(未示出)，所以即使主軸300為了執(zhí)行拋光操作而旋轉(zhuǎn)，不可旋 轉(zhuǎn)的中心軸IOO也不旋轉(zhuǎn)。
例如，單獨的動力源(未示出)向主軸300提供旋轉(zhuǎn)力，從而使主軸300 旋轉(zhuǎn)，并且主軸300具有主軸殼體310，所述主軸殼體310不旋轉(zhuǎn)，并且裝 在主軸300的外圓周上。軸承(未示出)可以安裝在主軸300與主軸殼體310 彼此連接的部分上。
此外，主軸300可以具有與其連接的拋光頭320，所述拋光頭320固定 支撐晶片，在按壓晶片的同時旋轉(zhuǎn)晶片，并且使晶片與拋光墊410摩擦接觸， 所述拋光頭320與主軸300下表面的一側(cè)連接；并且主軸300還可以具有與 其連接的調(diào)節(jié)頭(conditioninghead)(未示出)，所述調(diào)節(jié)頭修正(reform) 安裝在相對側(cè)的拋光墊410的表面。
不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100安裝在主軸300的下表面并且具有兩個形成在不 可旋轉(zhuǎn)的中心軸100內(nèi)部的通道，從而向與主軸300 —起旋轉(zhuǎn)的噴嘴塊200 供給清潔液和壓縮空氣。 一個通道是從清潔液供給源(未示出)供給諸如去 離子水或超純水等清潔液的第一通道101，另一個通道是在第一通道的內(nèi)部 沿著第一通道的軸線形成，以從壓縮空氣供給源(未示出)供給壓縮空氣的 第二通道102。
具體地，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸IOO的內(nèi)部具有雙管結(jié)構(gòu)，該雙管結(jié)構(gòu) 允許兩種流體分別流過彼此分離的通道。
所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100具有下端，該下端插入噴嘴塊200的一端， 從而使不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100與噴嘴塊200彼此連接，旋轉(zhuǎn)配件120優(yōu)選安 裝在不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100與噴嘴塊200彼此連接的部分。
旋轉(zhuǎn)配件120安裝在不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100與噴嘴塊200連接的部分， 并且是典型的用于管連接的部件，旋轉(zhuǎn)配件120能夠使不轉(zhuǎn)動的不可旋轉(zhuǎn)的 中心軸100與轉(zhuǎn)動的噴嘴塊200之間密封，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)流體從不可旋轉(zhuǎn) 的中心軸100到噴嘴塊200的穩(wěn)定供給，旋轉(zhuǎn)配件120與主軸300連接并且 與主軸300 —起轉(zhuǎn)動，盡管不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100并不轉(zhuǎn)動。
這種噴嘴塊200與主軸300的下表面連接并且將從不可旋轉(zhuǎn)的中心軸 100供給的清潔液和壓縮空氣混合，從而形成雙流體。所述噴嘴塊200將形 成的雙流體壓力噴射在拋光墊410上，從而清除拋光墊上的包括泥漿顆粒等 的雜質(zhì)。因此，噴嘴塊200是用于清潔拋光墊410的部件。
具體地，噴嘴塊200包括第一塊210和第二塊220，所述第一塊210通 過第一通道101供給清潔液并且將該清潔液噴射在拋光墊410上，所述第二 塊220通過第二通道102供給壓縮空氣并且將該壓縮空氣供給到第一塊210。
第一塊210具有與不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100的下端連接的清潔液通道211， 從而可以通過第一通道101供給清潔液并將清潔液噴射在拋光墊410上。
第二塊220具有在不可旋轉(zhuǎn)的中心軸100的下端與第二通道102相通的 柔性氣體連接管110，從而使通過第二通道供給的壓縮氣體能夠流入氣體通 道221。
此外，第二塊220的氣體通道221向第一塊210的清潔液通道211供給 流經(jīng)氣體連接管110的壓縮氣體，以使清潔液從第一塊210迅速噴出。
具體地，傳統(tǒng)的用于CMP設備的清潔裝置僅以單一的方式噴射清潔液， 所以噴射力比較小。因此，清除在拋光墊410的凹槽中產(chǎn)生的泥漿顆?；螂s 質(zhì)等的速度較慢。同時，在根據(jù)本發(fā)明一種實施方式的用于CMP設備的清 潔裝置中，壓縮氣體對清潔液加壓，從而可以使清潔液迅速噴射，所以確保 了清除拋光墊410上的包括泥漿顆粒的雜質(zhì)的速度較快。
具體地，雖然潮濕和干凈的空氣可以用作對清潔液加壓并使清潔液迅速 噴出的壓縮氣體，但是優(yōu)選采用氮氣(N2)作為壓縮氣體，從而可以在拋光 過程中冷卻拋光墊410。
具體地，本實施方式描述了通過采用氮氣作為壓縮氣體而迅速噴出清潔 液的例子，以及通過采用氮氣作為壓縮氣體而冷卻拋光墊410的例子。
因此，雖然氮氣在本實施方式中作為壓縮氣體，但是很容易理解，如果
一種流體能夠?qū)η鍧嵰菏┘訅毫?，從而可以將清潔液迅速噴出，并且能夠?卻拋光墊410，而不影響拋光過程，則該種流體可以替代氮氣。
具體地，當在晶片拋光過程中，執(zhí)行通過拋光頭320固定支撐晶片，在 壓住晶片的同時旋轉(zhuǎn)晶片，并且使晶片與拋光墊410摩擦接觸時，切斷向第 一通道101供給清潔液，只通過第二通道102供給氮氣，使得第一塊210僅 將氮氣噴射在拋光墊410上，從而冷卻拋光墊中產(chǎn)生的摩擦熱。
同樣地，在執(zhí)行晶片拋光過程之后，當包括預定量的泥漿顆粒的雜質(zhì)存 在于拋光墊410上時，如上所述，向噴嘴塊200供給清潔液和壓縮氣體，從 而迅速地將清潔液噴射在拋光墊410上，從而可以清除包括泥漿顆粒的雜質(zhì) 并且清洗拋光墊410。
在如上所述的結(jié)構(gòu)中，第一塊210優(yōu)選包括多個噴射口 230，所述噴射 口 230的噴射區(qū)域從拋光墊410的中心沿其半徑方向彼此交迭。
因此，第一塊210在隨著主軸300旋轉(zhuǎn)的同時，沿拋光墊410的半徑方 向?qū)⑶鍧嵰貉杆賴娚湓趻伖鈮|410的整個區(qū)域上，從而在執(zhí)行拋光過程時清 潔拋光墊410的整個區(qū)域。
此外，第二塊220優(yōu)選向各個噴射口 230供給壓縮氣體，從而使清潔液 迅速地從第一塊210的各個噴射口 230噴出。
雖然為了說明的目的描述了本發(fā)明的典型實施方式，但是本領域技術人 員應當理解，在不背離所附權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的前提 下，各種修改、增加和替換是可能的。
工業(yè)實用性
如上所述，本發(fā)明通過對清潔液施加壓力，從而可以朝拋光墊迅速地噴 射清潔液，所以可以徹底地清除拋光墊上的泥漿顆粒或雜質(zhì)。此外，還防止 了晶片刮傷，并且延長了拋光墊的壽命。
此外，即使在噴嘴塊隨主軸旋轉(zhuǎn)時，本發(fā)明也能從不可旋轉(zhuǎn)的中心軸向 噴嘴塊穩(wěn)定地供給清潔液和壓縮氣體。
此外，本發(fā)明在晶片拋光過程中可切斷清潔液的供給，僅將壓縮氣體噴 射在拋光墊上，從而將拋光墊冷卻。
權(quán)利要求
1. 一種用于化學機械拋光設備的清潔裝置，該清潔裝置包括不可旋轉(zhuǎn)的中心軸，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸與旋轉(zhuǎn)的主軸不可旋轉(zhuǎn)地連接，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸包括形成在所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸內(nèi)部的第一通道和第二通道，清潔液流入第一通道，壓縮氣體流入第二通道；以及噴嘴塊，所述噴嘴塊與所述主軸連接，從而在拋光墊上面圍繞所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸旋轉(zhuǎn)，所述噴嘴塊將通過第一通道供給的清潔液和通過第二通道供給的壓縮氣體混合，從而形成雙流體并將混合的雙流體壓力噴射在拋光墊上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中， 所述噴嘴塊包括第一塊和第二塊，所述第一塊通過所述第一通道供給清潔液 并將清潔液噴射在拋光墊上，所述第二塊通過所述第二通道供給壓縮氣體并 將壓縮氣體供給到所述第一塊，從而迅速地將來自所述第一塊的清潔液噴射 在拋光墊上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中， 所述第一塊具有多個噴射口，所述噴射口的噴射區(qū)域從拋光墊的中心沿拋光 墊的半徑方向彼此交迭。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中， 所述第二塊能夠向所述第一塊的各個噴射口供給壓縮氣體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中， 旋轉(zhuǎn)配件安裝在所述噴嘴塊與所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸彼此連接的部分。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中，供給到所述第二通道的壓縮氣體是氮氣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于化學機械拋光設備的清潔裝置，其中， 當通過所述第一通道供給的清潔液的供給被切斷時，所述第一塊僅噴射通過所述第二通道供給的氮氣。
全文摘要
公開了一種用于化學機械設備的清潔裝置，該清潔裝置包括與旋轉(zhuǎn)的主軸不可旋轉(zhuǎn)地連接的不可旋轉(zhuǎn)的中心軸，所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸包括形成在所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸內(nèi)部的第一通道和第二通道，清潔液流入第一通道，壓縮氣體流入第二通道；以及噴嘴塊，所述噴嘴塊與主軸連接，從而在拋光墊上面圍繞所述不可旋轉(zhuǎn)的中心軸旋轉(zhuǎn)，所述噴嘴塊將通過第一通道供給的清潔液和通過第二通道供給的壓縮氣體混合，從而形成雙流體并將混合的雙流體壓力噴射在拋光墊上。因此，清潔液被加壓，從而可以迅速噴射在拋光墊上，所以可以徹底清除拋光墊上的泥漿顆粒和雜質(zhì)。此外，可以防止晶片刮傷，并且還可以延長拋光墊的壽命。
文檔編號B24B37/04GK101386149SQ200710153828
公開日2009年3月18日 申請日期2007年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月12日
發(fā)明者孫準晧, 徐盛范 申請人:斗山Mecatec株式會社