專(zhuān)利名稱(chēng)：氣吹單元及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種氣吹單元及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光或研磨(CMP)是一種用于半導(dǎo)體制備工藝的技術(shù)，使半導(dǎo)體元件或基材的上表面被研磨。一般來(lái)說(shuō)，CMP工藝用于去除已沉積在半導(dǎo)體元件上的薄膜層，例如銅層或鋁層，以使半導(dǎo)體元件表面平坦化。CMP工藝典型地包括在可控條件下使半導(dǎo)體元件面對(duì)潤(rùn)濕的拋光表面旋轉(zhuǎn)?；瘜W(xué)拋光劑包括研磨料(例如:氧化鋁或氧化硅)和其它在CMP工藝期間與半導(dǎo)體元件表面相互作用的化學(xué)成分的漿料。當(dāng)CMP被用于平坦化半導(dǎo)體元件表面時(shí)，該工藝會(huì)在半導(dǎo)體元件表面上遺留污染物，需要應(yīng)用后CMP清洗溶液去除這種污染殘留物。而其它來(lái)自于CMP工藝的污染殘留物可增大接觸電阻，限制互連線材料的傳導(dǎo)性并導(dǎo)致覆蓋層的粘連性降低。因此，在后CMP清洗工藝中必須從基材表面去除這些污染殘留物。傳統(tǒng)工藝中，如圖1所示，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括:研磨腔室10 ;若干研磨頭20，位于所述研磨腔室10內(nèi)；傳送臂30，設(shè)置于所述研磨腔室10內(nèi)；清洗單元40，所述清洗單元40包括音震單元41、刷洗單元42以及干燥單元43。半導(dǎo)體元件在被傳送臂30傳送至研磨腔室10內(nèi)的研磨頭20上被研磨之后，再被傳送臂30傳送至所述清洗單元40進(jìn)行清洗，在所述清洗單元40中，依次進(jìn)入所述音震單元41、刷洗單元42以及干燥單元43中進(jìn)行清洗，從而達(dá)到潔凈半導(dǎo)體元件表面的目的。由于半導(dǎo)體元件在研磨的過(guò)程中，需要用到大量的水，這就造成整個(gè)研磨腔室10以及清洗單元40處于濕度較高的環(huán)境之中。而半導(dǎo)體元件表面沉積有銅或鋁，極易在濕度較高的環(huán)境中發(fā)生部分氧化。部分氧化會(huì)造成半導(dǎo)體元件表面粗糙，氧化物也會(huì)演變成影響半導(dǎo)體元件良率的污染物。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提出一種氣吹單元及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，使半導(dǎo)體元件表面形成一層保護(hù)層，防止污染物的產(chǎn)生。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提出一種氣吹單元，用于對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行氣體吹拂，包括:氣吹室，包括頂壁、底壁以及與頂壁、底壁連接的側(cè)壁，所述側(cè)壁或者頂壁上設(shè)有一進(jìn)出口和一排氣口；托物臺(tái)，設(shè)置于所述氣吹室內(nèi)，并位于所述排氣口與所述進(jìn)出口之間；噴氣噴桿，設(shè)置于所述氣吹室內(nèi)，并與所述進(jìn)出口處于同一側(cè)，所述噴氣噴桿設(shè)有若干噴氣孔；供氣管,一端伸入所述氣吹室內(nèi)并與所述噴氣噴桿連接，另一端伸出所述氣吹室外。[0012]進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中，所述噴氣噴桿的長(zhǎng)度大于所述半導(dǎo)體元件的直徑。進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中所述噴氣噴桿與所述半導(dǎo)體元件之間的水平距離大于 5cm。進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中還包括設(shè)置于所述供氣管上的流量控制器。進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中還包括與所述供氣管連接的第一供應(yīng)支路和第二供應(yīng)支路。進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中還包括設(shè)置于所述第一供應(yīng)支路和第二供應(yīng)支路上的閥門(mén)。進(jìn)一步的，在所述氣吹單元中還包括與所述排氣口連通的抽氣泵。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還提出一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括:研磨腔室；以及設(shè)置于所述研磨腔室內(nèi)的若干研磨頭、傳送臂和清洗單元；還包括如上文中任意一項(xiàng)所述的氣吹單元,所述氣吹單元設(shè)置于所述清洗單元內(nèi)。進(jìn)一步的，在所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，所述清洗單元包括音震單元、刷洗單元以及干燥單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的氣吹單元通過(guò)添加噴氣噴桿和供氣管對(duì)置放于氣吹室內(nèi)的半導(dǎo)體元件表面進(jìn)行氣體吹拂，使半導(dǎo)體元件表面形成一層保護(hù)層，從而防止半導(dǎo)體元件表面被部分氧化，避免產(chǎn)生污染物。本實(shí)用新型的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備采用氣吹單元，首先對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行研磨，在對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行一系列的清洗之后，接著對(duì)所述半導(dǎo)體元件的表面進(jìn)行氣體吹拂，使半導(dǎo)體元件表面形成一層保護(hù)層，從而防止半導(dǎo)體元件表面被部分氧化，避免產(chǎn)生污染物，進(jìn)而提聞半導(dǎo)體兀件的良率。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中一化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中氣吹單元的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型一實(shí)施例中氣吹單元的主視圖；圖4為本實(shí)用新型一實(shí)施例中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更加詳細(xì)而又方便的對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行描述，下面將結(jié)合具體實(shí)施例與附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的介紹。請(qǐng)參考圖2及圖3，本實(shí)施例提出一種氣吹單元500，用于對(duì)半導(dǎo)體元件600進(jìn)行氣體吹拂，使半導(dǎo)體元件600表面形成保護(hù)層。所述氣吹單元500包括氣吹室510、供氣管520、噴氣噴桿550和托物臺(tái)560。所述氣吹室510包括頂壁、底壁以及與頂壁、底壁連接的側(cè)壁，所述側(cè)壁或者頂壁上設(shè)有一進(jìn)出口 511和一排氣口 512。所述半導(dǎo)體元件600可以通過(guò)所述進(jìn)出口 511傳進(jìn)傳出。所述排氣口 512用于排出所述氣吹室510內(nèi)多余的氣體。本實(shí)施例中，所述進(jìn)出口511設(shè)置于所述氣吹室510的側(cè)壁上，所述排氣口 512設(shè)置于所述氣吹室510的底壁上；當(dāng)然，在本實(shí)用新型其它實(shí)施例中，所述進(jìn)出口 511也可以設(shè)置于所述氣吹室510的頂壁上，所述排氣口 512可以設(shè)置于所述氣吹室510的側(cè)壁上，本實(shí)用新型對(duì)比不予限定。較佳的，所述排氣口 512下方連接一抽氣泵(圖未示)，用于抽去所述氣吹室510內(nèi)多余的氣體。所述托物臺(tái)560用于放置半導(dǎo)體元件600，設(shè)置于所述氣吹室510的內(nèi)底部，位于所述排氣口 512與所述進(jìn)出口 511之間。所述噴氣噴桿550用于向半導(dǎo)體元件600噴吹氣體，其設(shè)置于所述氣吹室510的內(nèi)側(cè)壁或頂部。在本實(shí)施例中，所述噴氣噴桿550設(shè)置于所述氣吹室510的內(nèi)側(cè)壁，與所述進(jìn)出口 511處于同一側(cè)壁，并懸空于所述進(jìn)出口 511的上方，所述噴氣噴桿550設(shè)有若干噴氣孔(圖未不)。在本實(shí)施例中，所述噴氣噴桿550的長(zhǎng)度大于半導(dǎo)體兀件600的直徑,所述噴氣噴桿550與半導(dǎo)體元件600之間的水平距離LI大于5cm，例如是8cm，如圖3所示，從而保證從所述噴氣噴桿550噴出的氣體能夠完全覆蓋半導(dǎo)體元件600的表面，并且保證從進(jìn)出口 511進(jìn)入的外部空氣不會(huì)從半導(dǎo)體元件600的表面經(jīng)過(guò)，只經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體元件600的背部；由于外部空氣中含有雜質(zhì)微粒等等，若使外部空氣經(jīng)過(guò)半導(dǎo)體元件600的表面則會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體元件600的表面被污染。所述供氣管520用于向所述噴氣噴桿550供應(yīng)氣體，其一端與所述噴氣噴桿550連接，另一端伸出所述氣吹室510外。在本實(shí)施例中，所述的氣吹單元還包括設(shè)置于所述供氣管520上的流量控制器540，用于控制流入所述噴氣噴桿550內(nèi)氣體的流量大小。所述的氣吹單元還包括與所述供應(yīng)管520連接的第一供應(yīng)支路521和第二供應(yīng)支路522，所述第一供應(yīng)支路521供應(yīng)氧化性氣體，例如是臭氧；第二供應(yīng)支路522供應(yīng)惰性氣體，例如氮?dú)?。所述的氣吹單元還包括設(shè)置于所述第一供應(yīng)支路521和所述第二供應(yīng)支路522上的閥門(mén)530，所述閥門(mén)530的開(kāi)關(guān)可以控制氣體的傳輸與停輸。在具體使用的過(guò)程中，將半導(dǎo)體元件600放置于所述托物臺(tái)560上，并啟動(dòng)抽氣泵對(duì)所述氣吹室500進(jìn)行抽氣處理，打開(kāi)第一供應(yīng)支路521上的閥門(mén)530，為所述噴氣噴桿550供給臭氧，臭氧經(jīng)由所述噴氣噴桿550的噴氣孔噴出，并且全面的覆蓋半導(dǎo)體元件600的表面，此時(shí)由于第一供應(yīng)支路521供給的氣體為氧化性氣體，能夠與半導(dǎo)體元件600表面暴露出的銅或鋁發(fā)生完全的氧化反應(yīng)，從而能夠在半導(dǎo)體元件600的表面形成一層致密的保護(hù)層，起到保護(hù)半導(dǎo)體器件的作用，之后關(guān)閉所述第一供應(yīng)支路521上的閥門(mén)530，停止供應(yīng)臭氧，并打開(kāi)所述第二供應(yīng)支路522的閥門(mén)530，為所述噴氣噴桿550供給氮?dú)?，氮?dú)饨?jīng)由所述噴氣噴桿550的噴氣孔噴出，并且全面的吹拂在半導(dǎo)體元件600的表面，從而能夠?qū)⒅斑z留的臭氧驅(qū)除，防止半導(dǎo)體原件600的表面過(guò)度氧化。為了防止半導(dǎo)體元件600的表面被過(guò)度氧化，優(yōu)選的，通入臭氧的流量范圍為5sccnT25sccm,例如是IOsccm,通入時(shí)間范圍為5s 60s ;通入氮?dú)獾牧髁糠秶梢詾?0sccnT30sccm，通入時(shí)間范圍可以為20s 60s。在本實(shí)施例中，還提出了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，請(qǐng)參考圖4，包括:研磨腔室100以及設(shè)置于所述研磨腔室100內(nèi)的若干研磨頭200、傳送臂300和清洗單元400。其中，所述研磨頭200可以對(duì)所述半導(dǎo)體元件600進(jìn)行研磨；所述傳送臂300用于傳送半導(dǎo)體元件600到各個(gè)單元；所述清洗單元400在半導(dǎo)體元件600被研磨之后,對(duì)所述半導(dǎo)體元件600進(jìn)行清洗，去除殘留在半導(dǎo)體元件600表面上的污染物；在本實(shí)施例中,所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括氣吹單元500,所述氣吹單元設(shè)置于所述清洗單元400內(nèi)，用于使半導(dǎo)體元件600表面形成一層保護(hù)層，防止污染物的產(chǎn)生。[0036]在本實(shí)施例中，所述清洗單元400包括音震單元410、刷洗單元420以及干燥單元430。在具體使用的過(guò)程中，傳送臂300將半導(dǎo)體元件600傳送至研磨頭200進(jìn)行研磨，在研磨完成后，再將半導(dǎo)體元件600依次傳送至所述音震單元410、所述刷洗單元420、所述干燥單元430以及所述氣吹單元500內(nèi)進(jìn)行處理。所述音震單元410使用聲音對(duì)半導(dǎo)體元件600進(jìn)行處理，使污染物震離半導(dǎo)體元件600 ;所述刷洗單元420使用化學(xué)物品或純凈水和刷子對(duì)半導(dǎo)體元件600的表面進(jìn)行刷洗處理，去除大量的污染殘留物；所述干燥單元430使用異丙醇(IPA)對(duì)半導(dǎo)體元件表面600進(jìn)行處理，依靠異丙醇的親水性和易揮發(fā)性去除殘留在半導(dǎo)體元件表面上的水或化學(xué)物品，起到吸干的作用；所述氣吹單元500則是使半導(dǎo)體元件600表面形成一層保護(hù)層，防止污染物的產(chǎn)生。以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不對(duì)本實(shí)用新型起到任何限制作用。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的范圍內(nèi)，對(duì)本實(shí)用新型揭露的技術(shù)方案和技術(shù)內(nèi)容做任何形式的等同替換或修改等變動(dòng)，均屬未脫離本實(shí)用新型的技術(shù)方案的內(nèi)容，仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種氣吹單元，用于對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行氣體吹拂，其特征在于，包括: 氣吹室，包括頂壁、底壁以及與頂壁、底壁連接的側(cè)壁，所述側(cè)壁或者頂壁上設(shè)有一進(jìn)出口和一排氣口； 托物臺(tái)，設(shè)置于所述氣吹室內(nèi)，并位于所述排氣口與所述進(jìn)出口之間； 噴氣噴桿，設(shè)置于所述氣吹室內(nèi)，并與所述進(jìn)出口處于同一側(cè)，所述噴氣噴桿設(shè)有若干噴氣孔； 供氣管，一端伸入所述氣吹室內(nèi)并與所述噴氣噴桿連接，另一端伸出所述氣吹室外。
2.如權(quán)利要求1所述的氣吹單元，其特征在于，所述噴氣噴桿的長(zhǎng)度大于所述半導(dǎo)體元件的直徑。
3.如權(quán)利要求1所述的氣吹單元，其特征在于，所述噴氣噴桿與所述半導(dǎo)體元件之間的水平距離大于5cm。
4.如權(quán)利要求1所述的氣吹單元，其特征在于，還包括設(shè)置于所述供氣管上的流量控制器。
5.如權(quán)利要求1所述的氣吹單元，其特征在于，還包括與所述供氣管連接的第一供應(yīng)支路和第二供應(yīng)支路。
6.如權(quán)利要求5所述的氣吹單元，其特征在于，還包括設(shè)置于所述第一供應(yīng)支路和第二供應(yīng)支路上的閥門(mén)。
7.如權(quán)利要求1所述的氣吹單元，其特征在于，還包括與所述排氣口連通的抽氣泵。
8.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括:研磨腔室；以及設(shè)置于所述研磨腔室內(nèi)的若干研磨頭、傳送臂和清洗單元；其特征在于，還包括如權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的氣吹單元，所述氣吹單元設(shè)置于所述清洗單元內(nèi)。
9.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述清洗單元包括音震單元、刷洗單元以及干燥單元。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提出氣吹單元及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，通過(guò)添加噴氣噴桿和供氣管對(duì)置放于氣吹室內(nèi)的半導(dǎo)體元件表面進(jìn)行氣體吹拂，使半導(dǎo)體元件表面形成一層保護(hù)層，從而防止半導(dǎo)體元件表面被部分氧化，避免產(chǎn)生污染物。進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還提出一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，采用上述氣吹單元，首先對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行研磨，在對(duì)半導(dǎo)體元件進(jìn)行一系列的清洗之后，對(duì)所述半導(dǎo)體元件的表面進(jìn)行氣體吹拂，使半導(dǎo)體元件表面形成一層保護(hù)層，從而防止半導(dǎo)體元件表面被部分氧化，避免產(chǎn)生污染物，進(jìn)而提高半導(dǎo)體元件的良率。
文檔編號(hào)B24B37/00GK203003662SQ201220748958
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者熊世偉, 陳楓, 蔣莉 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(北京)有限公司