專利名稱：一種cmp機臺內置清洗結構及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種CMP機臺內置清洗結構及方法。
背景技術：
在半導體集成電路制造過程中，晶片在化學機械研磨機臺中經過拋光后，要繼續(xù)經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量，從而完整的完成了化學業(yè)機械研磨的工藝。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，圖案的損傷對晶片良率的影響也越來越大。而且由于晶片表面設有的溝槽， 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，若機臺同時研磨出兩片晶圓時，清洗系統(tǒng)就會降低機臺的產出率；如日本的m^ara廠商就生產出同時研磨出兩片晶圓的機臺，但它的清洗系統(tǒng)一次只能清洗一片晶圓，這就大大限制了機臺本身的產出率，且其只能清洗晶圓的正面，這樣就會造成晶圓背面沒有清洗干凈可能帶來一定的負面影響?；瘜W機械研磨(chemical mechanical polishing，簡稱CMP)制程是半導體工藝中的一個步驟，該工藝于90年代前期開始被引入半導體硅晶片工序，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引進的銅布線工藝技術方面，現(xiàn)在已經成為關鍵技術之一。雖然目前有多種平坦化技術，同時很多更為先進的平坦化技術也在研究當中嶄露頭角，但是CMP已經被證明是目前最佳也是唯一能夠實現(xiàn)全局平坦化的技術。

發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種CMP機臺內置清洗結構，其中，包括
設置在CMP機臺內的超聲波清洗裝置、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置在噴霧清洗室兩側且部分設置在其內的清洗劑噴霧裝置，兩可旋轉固定裝置分別對應兩清洗劑噴霧裝置位置設置在噴霧清洗室內，一部分設置在噴霧清洗室內的惰性氣體噴氣裝置設置在兩可旋轉固定裝置之間。上述的CMP機臺內置清洗結構，其中，超聲波清洗裝置包含有同時清洗兩片晶圓的裝置。上述的CMP機臺內置清洗結構，其中，清洗劑噴霧裝置包含有設置在噴霧清洗室內的可上下移動的噴霧噴頭，設置在噴霧清洗室外的清洗劑入口和氣體入口。上述的CMP機臺內置清洗結構，其中，惰性氣體噴氣裝置包含有設置在噴霧清洗室內的雙向噴頭和設置在噴霧清洗室外的惰性氣體進氣口。
上述的CMP機臺內置清洗結構，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機臺內置清洗方法，其中，包括以下步驟
步驟Sl 在CMP機臺內，將拋光后的兩片晶圓經傳遞裝置同時傳送至同一超聲波清洗室內，采用傳統(tǒng)工藝利用清洗劑同時清洗兩片晶圓；
步驟S2 將清洗后的兩片晶圓分別轉移至第一道噴霧清洗室的兩旋轉固定裝置上，利用可上下移動的兩噴霧噴頭分別向兩片晶圓噴灑噴霧清洗劑，同時位于兩旋轉固定裝置中間位置的雙向噴頭同時向兩片晶圓噴灑惰性氣體；
步驟S3 將經過噴霧清洗后的兩片晶圓轉移至第二道噴霧清洗室的兩旋轉固定裝置上，采用相同的條件及步驟，再次對兩片晶圓進行噴霧清洗后，轉移至干燥室進行干燥處理。上述的CMP機臺內置清洗方法，其中，超聲波清洗室、干燥室和第一、二道噴霧清洗室均設置在CMP機臺內。上述的CMP機臺內置清洗方法，其中，超聲波清洗內設置有同時清洗兩片晶圓的
直ο上述的CMP機臺內置清洗方法，其中，噴霧清洗室外的兩側設置有清洗劑入口、氣體入口和惰性氣體進氣口。上述的CMP機臺內置清洗方法，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機臺內置清洗方法，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機臺內置清洗方法，其中，噴霧噴頭通過氣體入口通入的含有氮氣的惰性氣體霧化噴霧清洗劑。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明提出一種CMP機臺內置清洗結構及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對晶片表面進行無直接接觸清洗，且同時增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個清洗系統(tǒng)可以同時清洗兩片晶圓，不僅避免對晶圓造成損傷，還不會帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對CMP工藝產出率的降低。


圖1為本發(fā)明CMP機臺內置清洗系統(tǒng)的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明中噴霧清洗裝置的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明
圖1為本發(fā)明CMP機臺內置清洗系統(tǒng)的結構示意圖；圖2為本發(fā)明中噴霧清洗裝置的結構示意圖。如圖1-2所示，在CMP機臺內，拋光后的兩片晶圓6、7經傳遞裝置同時傳送至超聲波清洗室1內，由于超聲波清洗室1內增加設置了放置一片晶圓的位置，所以能采用傳統(tǒng)工藝利用由去離子水和氨水按一定比例混合而成的清洗劑同時清洗兩片晶圓6、7。之后，將清洗后的兩片晶圓6、7分別轉移并固定在第一道噴霧清洗室2內的旋轉固定裝置8、9上，且晶圓6、7清洗面分別正對噴霧噴頭沈、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，同時在氣體入口 22、23通入包含有氮氣等的惰性氣體以進行霧化處理，通過設置在噴霧清洗室內可上下移動的噴霧噴頭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，通過惰性氣體入口觀通入惰性氣體，并通過設置在旋轉固定裝置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遠離噴頭沈、27的一面。由于分別固定在旋轉固定裝置8、9上的晶圓6、7可以隨著固定裝置8、9旋轉，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，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、時間等參數(shù)來調整清洗效果。最后，將采用噴霧清洗后的晶圓6、7轉移至第二噴霧清洗室3內，采用在第一噴霧清洗室2內相同的工藝及其步驟，再次對晶圓6、7進行清洗之后，分別將晶圓6、7轉移至干燥室4、5中進行干燥處理。綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明提出一種CMP機臺內置清洗結構及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對晶片表面進行無直接接觸清洗，且同時增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個清洗系統(tǒng)可以同時清洗兩片晶圓，不僅避免對晶圓造成損傷，還不會帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對CMP工藝產出率的降低。通過說明和附圖，給出了具體實施方式
的特定結構的典型實施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內容并不作為局限。對于本領域的技術人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。 因此，所附的權利要求書應看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權利要求書范圍內任何和所有等價的范圍與內容，都應認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內。
權利要求
1.一種CMP機臺內置清洗結構，其特征在于，包括設置在CMP機臺內的超聲波清洗裝置、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置在噴霧清洗室兩側且部分設置在其內的清洗劑噴霧裝置，兩可旋轉固定裝置分別對應兩清洗劑噴霧裝置位置設置在噴霧清洗室內，一部分設置在噴霧清洗室內的惰性氣體噴氣裝置設置在兩可旋轉固定裝置之間。
2.如權利要求1所述的CMP機臺內置清洗結構，其特征在于，超聲波清洗裝置包含有同時清洗兩片晶圓的裝置。
3.如權利要求1所述的CMP機臺內置清洗結構，其特征在于，清洗劑噴霧裝置包含有設置在噴霧清洗室內的可上下移動的噴霧噴頭，設置在噴霧清洗室外的清洗劑入口和氣體入
4.如權利要求1所述的CMP機臺內置清洗結構，其特征在于，惰性氣體噴氣裝置包含有設置在噴霧清洗室內的雙向噴頭和設置在噴霧清洗室外的惰性氣體進氣口。
5.如權利要求1所述的CMP機臺內置清洗結構，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機臺內置清洗方法，其特征在于，包括以下步驟步驟Sl 在CMP機臺內，將拋光后的兩片晶圓經傳遞裝置同時傳送至同一超聲波清洗室內，采用傳統(tǒng)工藝利用清洗劑同時清洗兩片晶圓；步驟S2 將清洗后的兩片晶圓分別轉移至第一道噴霧清洗室的兩旋轉固定裝置上，利用可上下移動的兩噴霧噴頭分別向兩片晶圓噴灑噴霧清洗劑，同時位于兩旋轉固定裝置中間位置的雙向噴頭同時向兩片晶圓噴灑惰性氣體；步驟S3 將經過噴霧清洗后的兩片晶圓轉移至第二道噴霧清洗室的兩旋轉固定裝置上，采用相同的條件及步驟，再次對兩片晶圓進行噴霧清洗后，轉移至干燥室進行干燥處理。
7.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，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置在CMP機臺內。
8.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，其特征在于，超聲波清洗內設置有同時清洗兩片晶圓的裝置。
9.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，其特征在于，噴霧清洗室外的兩側設置有清洗劑入口、氣體入口和惰性氣體進氣口。
10.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，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.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，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.如權利要求6所述的CMP機臺內置清洗方法，其特征在于，噴霧噴頭通過氣體入口通入的含有氮氣的惰性氣體霧化噴霧清洗劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種CMP機臺內置清洗結構及方法。本發(fā)明公開了一種CMP機臺內置清洗結構及方法，在保證清洗效果的前提下，通過采用不接觸晶圓方式對晶片表面進行無直接接觸清洗，且同時增加超聲波清洗室晶圓清洗位置及干燥室，使得整個清洗系統(tǒng)可以同時清洗兩片晶圓，不僅避免對晶圓造成損傷，還不會帶來二次污染，且提高了清洗速度，避免了由于清洗速度的原因而對CMP工藝產出率的降低。
文檔編號B24B37/34GK102441843SQ20111025026
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月29日 優(yōu)先權日2011年8月29日
發(fā)明者張守龍, 張明華, 白英英, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司