化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法
2023-05-05 11:14:01 3
專利名稱：化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法
技術領域：
本發明涉及化學機械研磨(CMP)中的清洗系統的清洗方法。
背景技術：
在半導體集成電路製造過程中，晶片在化學機械研磨裝置中經過拋光後，要繼續經過一系列的清洗步驟才能夠完整的完成化學機械研磨的工藝。然而，在現有的清洗系統的清洗方法中，一次只能清洗一片晶片，當化學機械研磨裝置可以同時研磨出兩片晶片的時候，由於清洗系統一次只能清洗一片晶片，所以會降低化學機械研磨裝置的生產率。例如，參照圖5、圖6，目前日本的荏原(EBARA)公司生產的化學機械研磨裝置已經能夠同時研磨出兩片晶片，但是，它的清洗系統一次只能清洗一片晶片，這樣限制了化學機械研磨裝置本身的生產率。另外，在荏原公司生產的化學機械研磨裝置中，利用刷洗的方法對晶片進行清洗，而且只能清洗晶片的正面。對於刷洗的方法，由於刷直接接觸晶片，所以有可能對晶片上的圖案帶來損傷，另外，由於刷重複使用，所以有可能由於使用髒汙的刷而對晶片表面帶來二次汙染。
發明內容
本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其非接觸地同時清洗兩片晶片，從而能夠提高生產率，並且能夠避免直接接觸對晶片上的圖案帶來損傷，而且能夠避免使用過的髒汙的刷對晶片帶來二次汙染。為了解決上述問題，本發明提供一種化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規定的距離豎直放置，並排排列； 第二步驟，使位於並排排列的兩片晶片兩側的兩個噴霧裝置的噴頭移動至與所述兩片晶片相對應的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的一個面進行清洗；第三步驟，在對各個晶片中的一個面進行清洗之後，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個面與所述噴霧裝置的噴頭相對應；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之後，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的另一個面進行清洗。根據上述方法，在噴霧清洗室中能夠同時清洗兩片晶片，從而與現有技術相比能夠提高生產率。另外通過採用氣體霧化清洗劑來清洗晶片表面，從而達到去除晶片表面殘留的研磨液、微粒等髒汙的清洗效果。此外，用噴霧清洗的方式取代接觸式刷洗的方式，避免因為刷直接接觸晶片而造成的圖案損傷，同時避免使用過的髒汙刷二次汙染晶片表面， 另外，也能減輕噴洗液對晶片的作用力，進一步降低圖案損傷的風險。另外，優選所述噴霧裝置具有氣體入口、清洗液入口以及噴頭，通過從氣體入口導入的氣體使來自清洗液入口的清洗液霧化來形成清洗液的噴霧。另外，優選在兩個晶片之間設置有噴氣裝置，在對各個晶片的一個面進行清洗時， 從所述噴氣裝置的雙向噴頭向各個晶片的另一面噴氣。根據上述方法，可以阻止霧狀的清洗劑到達另一面，防止噴霧汙染晶片的沒有被清洗的另一面。另外，優選首先對各個晶片的背面進行清洗，然後對各個晶片的正面進行清洗。根據上述方法，可以進一步降低對晶片正面的圖案的汙染，保證晶片最後的清洗效果。另外，可以在在清洗過程中使晶片進行旋轉，並且使噴頭沿著晶片豎直放置的方向移動。另外，還可以使噴頭朝向與垂直於晶片的方向形成角度的方向噴出噴霧。根據上述方法，能夠更均勻、有效地對晶片的整個面進行清洗。另外，優選從氣體入口導入的氣體為氮氣或稀有氣體，以及雙向噴頭噴出的氣體為氮氣或稀有氣體。
圖1是表示本發明的一個實施方式的化學機械研磨裝置的示意圖。圖2是表示噴霧清洗室中的結構的示意圖。圖3A是表示晶片支撐結構的主視示意圖。圖;3B是表示晶片支撐結構的側視示意圖。圖4是表示在噴霧室中在進行雙面清洗時使晶片交換位置的軌跡的示意圖。圖5是表示現有技術中的化學機械研磨裝置的示意圖。圖6是表示現有技術中的化學機械研磨裝置中的刷洗的示意圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。圖1是表示本發明的一個實施方式的化學機械研磨裝置的示意圖。圖2是表示本發明的噴霧清洗室中的結構的示意圖。圖3A是表示晶片支撐結構的主視示意圖。圖;3B是表示晶片支撐結構的側視示意圖。圖4是表示在噴霧室中在進行雙面清洗時使晶片交換位置的軌跡的示意圖。如圖1所示，在本實施例的化學機械研磨裝置中具有設備前端單元(EFEM unit) 1、研磨單元2、清洗單元3、動力單元4等。所述設備前端單元1具有機械手11，其用於將容納在前開式統一標準箱(FOUP) 6 中的未處理的晶片搬運至研磨單元2，或將處理後的晶片搬運至前開式統一標準箱6。所述研磨單元2具有交接裝置21、24、輸送裝置22、研磨裝置23等，其中，所述交接裝置21J4用於在研磨裝置23與清洗單元3之間交接晶片，所述輸送裝置22用於輸送晶片，並且用於暫時放置研磨後或清洗後的晶片，所述研磨裝置23用於研磨晶片。所述清洗單元3對輸送過來的晶片進行清洗以及乾燥。以下，具體說明本發明所涉及的清洗單元3。所述清洗單元3具有超聲波清洗室 31、噴霧清洗室32以及乾燥室33。所述超聲波清洗室31及其中的設備與現有技術相同，但是，與以往相比能夠一次清洗兩片晶片。在此省略其說明。對於所述噴霧清洗室32，在其中保持兩片晶片W，如圖3A、圖;3B所示，可以用轉輪在晶片W側面和下方支撐晶片W使其豎直放置，並帶動晶片W旋轉。如圖2所示，在豎直保持的晶片W的兩側具有噴霧裝置，該噴霧裝置具有氣體入口 321、清洗劑入口 322以及噴頭 324。使氮氣、惰性氣體等非活性氣體從氣體入口 321導入噴霧裝置，並且使清洗劑從清洗劑入口 322導入噴霧裝置，通過非活性氣體使清洗劑形成噴霧效果，從噴頭噴出。而且，如圖2所示，該噴霧裝置能夠沿著雙向箭頭的方向上下移動。另外，可以在兩個晶片W之間設置噴氣裝置323，噴氣裝置323的前端設置有雙向噴氣頭325，通過雙向噴氣頭325向晶片 W的沒有被清洗的面噴出氮氣、惰性氣體等非活性氣體，由此防止正在用於清洗的噴霧汙染沒正在被清洗的晶片W的面。所述乾燥室33及其中的設備與現有技術相同，但是，與以往相比能夠一次乾燥兩片晶片。在此省略其說明。以下，對本實施方式的化學機械研磨裝置的動作進行說明。在本實施方式的化學機械研磨裝置中，通過設備前端單元1中的機械手將前開式統一標準箱6中的未被加工的晶片搬入研磨單元2中，兩片晶片在被研磨單元2中的研磨裝置研磨後，被交接裝置搬入清洗單元3進行清洗，關於清洗之前的動作與現有技術相同， 在此不具體說明。如圖1、圖2、圖3A、圖;3B所示，兩片晶片W在被搬入清洗單元3之後，首先通過超聲波清洗室對兩片晶片W同時進行超聲波清洗，然後，在第一噴霧清洗室中同時對兩片晶片W進行第一噴霧清洗，此後，在第二噴霧清洗室中同時對兩片晶片W進行第二噴霧清洗， 最後在兩個乾燥室中對兩片晶片進行兩次乾燥。此後被乾燥後的晶片進入下一道工藝。在兩片晶片進入第一噴霧清洗室中後，使兩片晶片隔開規定的距離，在第一噴霧室的上方並排排列，然後對晶片的一個面進行水衝洗、預清洗。此後，使兩個噴霧裝置分別移動至與晶片對應的位置，然後，從氣體入口 321向噴霧裝置中導入氮氣等非活性氣體，並且從清洗劑入口 322向噴霧裝置中導入清洗劑，使清洗劑伴隨非活性氣體從噴頭噴出，形成噴霧效果，來對兩片晶片的一個表面進行噴霧清洗。在進行噴霧清洗之後，再次進行水衝洗。在晶片的一個面被噴霧清洗後，水平交換兩片晶片的位置，再同時清洗晶片的另一個面。進行交換的步驟如下，即，使位於清洗室右上方的晶片往下移動，然後使位於清洗室左上方的晶片水平平移到清洗室右上方，之後使之前移動至下方的晶片水平平移到左邊後豎直上移到清洗室左上方。然後，與上述方法相同對兩片晶片的另一面進行清洗，最後， 將兩面清洗後的晶片搬出第一清洗室，搬入第二清洗室。在第二清洗室中的清洗方式與在第一清洗室中的清洗方式相同，在此省略說明。在本實施方的噴霧清洗室中能夠同時清洗兩片晶片，從而與現有技術相比能夠提高生產率。另外，通過採用氮氣、惰性氣體等非活性氣體霧化清洗劑來清洗晶片表面，從而達到去除晶片表面殘留的研磨液、微粒等髒汙的清洗效果。此外，用噴霧清洗的方式取代接觸式刷洗的方式，避免因為刷直接接觸晶片而造成的圖案損傷，同時避免使用過的髒汙刷二次汙染晶片表面，另外，也能減輕噴洗液對晶片的作用力，進一步降低圖案損傷的風險。另外，為了保證晶片最後的清洗效果，優選在進行噴霧清洗時，首先對晶片背面的進行清洗，然後再對晶片正面進行清洗。這樣可以進一步降低對晶片正面的圖案的汙染。另外，在進行噴霧清洗的同時，可以通過噴氣裝置的雙向噴氣頭向晶片噴出氮氣等非活性氣體，這樣可以阻止霧狀的清洗劑到達另一面，防止噴霧汙染晶片的沒有被清洗的另一面。另外，可以改變噴頭的朝向，使其不垂直於晶片表面進行噴霧而與垂直於晶片表面的方向形成角度地對晶片進行清洗，這樣也可以增強噴霧清洗效果。另外，在上述實施方式中描述了在清洗室的上方對兩片晶片進行清洗的方法，但不限於此，可以在清洗室的下方對兩片晶片進行清洗。另外，在上述實施方式中描述了對兩片晶片的位置進行交換的方法，但不限於此， 步驟可以相反，即，首先使左上方的晶片下降，然後進行換位。只要是能夠使兩片晶片的位置進行交換即可。以上通過實施方式說明了本發明，但是，本發明不限於此，在不脫離本發明的宗旨的範圍內，能夠進行各種變形。
權利要求
1.一種化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規定的距離豎直放置，並排排列；第二步驟，使位於並排排列的兩片晶片兩側的兩個噴霧裝置的噴頭移動至與所述兩片晶片相對應的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的一個面進行清洗；第三步驟，在對各個晶片中的一個面進行清洗之後，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個面與所述噴霧裝置的噴頭相對應；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之後，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的另一個面進行清洗。
2.如權利要求1所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，所述噴霧裝置具有氣體入口、清洗液入口以及噴頭，通過從氣體入口導入的氣體使來自清洗液入口的清洗液霧化來形成清洗液的噴霧。
3.如權利要求2所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，在兩個晶片之間設置有噴氣裝置，在對各個晶片的一個面進行清洗時，從所述噴氣裝置的雙向噴頭向各個晶片的另一面噴氣。
4.如權利要求1至3中任一項所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，首先對各個晶片的背面進行清洗，然後對各個晶片的正面進行清洗。
5.如權利要求1至3中任一項所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，在清洗過程中使晶片進行旋轉。
6.如權利要求1至3中任一項所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，在清洗過程中使噴頭沿著晶片豎直放置的方向移動。
7.如權利要求1至3中任一項所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，使噴頭朝向與垂直於晶片的方向形成角度的方向噴出噴霧。
8.如權利要求1至3中任一項所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，從氣體入口導入的氣體為氮氣或稀有氣體。
9.如權利要求3所述的化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，其特徵在於，雙向噴頭噴出的氣體為氮氣或稀有氣體。
全文摘要
本發明涉及一種化學機械研磨中的清洗系統的清洗方法，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規定的距離豎直放置，並排排列；第二步驟，使位於並排排列的兩片晶片兩側的兩個噴霧裝置的噴頭移動至與所述兩片晶片相對應的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的一個面進行清洗；第三步驟，在對各個晶片中的一個面進行清洗之後，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個面與所述噴霧裝置的噴頭相對應；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之後，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個晶片的正面和背面中的另一個面進行清洗。
文檔編號H01L21/02GK102522321SQ20111039141
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者張守龍, 毛智彪, 白英英, 陳玉文 申請人:上海華力微電子有限公司