專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)中的清洗系統(tǒng)的清洗方法。
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)械研磨裝置中經(jīng)過拋光后，要繼續(xù)經(jīng)過一系列的清洗步驟才能夠完整的完成化學(xué)機(jī)械研磨的工藝。然而，在現(xiàn)有的清洗系統(tǒng)的清洗方法中，一次只能清洗一片晶片，當(dāng)化學(xué)機(jī)械研磨裝置可以同時(shí)研磨出兩片晶片的時(shí)候，由于清洗系統(tǒng)一次只能清洗一片晶片，所以會降低化學(xué)機(jī)械研磨裝置的生產(chǎn)率。例如，參照圖5、圖6，目前日本的荏原(EBARA)公司生產(chǎn)的化學(xué)機(jī)械研磨裝置已經(jīng)能夠同時(shí)研磨出兩片晶片，但是，它的清洗系統(tǒng)一次只能清洗一片晶片，這樣限制了化學(xué)機(jī)械研磨裝置本身的生產(chǎn)率。另外，在荏原公司生產(chǎn)的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中，利用刷洗的方法對晶片進(jìn)行清洗，而且只能清洗晶片的正面。對于刷洗的方法，由于刷直接接觸晶片，所以有可能對晶片上的圖案帶來損傷，另外，由于刷重復(fù)使用，所以有可能由于使用臟污的刷而對晶片表面帶來二次污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其非接觸地同時(shí)清洗兩片晶片，從而能夠提高生產(chǎn)率，并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臟污的刷對晶片帶來二次污染。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規(guī)定的距離豎直放置，并排排列； 第二步驟，使位于并排排列的兩片晶片兩側(cè)的兩個(gè)噴霧裝置的噴頭移動(dòng)至與所述兩片晶片相對應(yīng)的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的一個(gè)面進(jìn)行清洗；第三步驟，在對各個(gè)晶片中的一個(gè)面進(jìn)行清洗之后，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個(gè)面與所述噴霧裝置的噴頭相對應(yīng)；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之后，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的另一個(gè)面進(jìn)行清洗。根據(jù)上述方法，在噴霧清洗室中能夠同時(shí)清洗兩片晶片，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提高生產(chǎn)率。另外通過采用氣體霧化清洗劑來清洗晶片表面，從而達(dá)到去除晶片表面殘留的研磨液、微粒等臟污的清洗效果。此外，用噴霧清洗的方式取代接觸式刷洗的方式，避免因?yàn)樗⒅苯咏佑|晶片而造成的圖案損傷，同時(shí)避免使用過的臟污刷二次污染晶片表面， 另外，也能減輕噴洗液對晶片的作用力，進(jìn)一步降低圖案損傷的風(fēng)險(xiǎn)。另外，優(yōu)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(dǎo)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(yōu)選在兩個(gè)晶片之間設(shè)置有噴氣裝置，在對各個(gè)晶片的一個(gè)面進(jìn)行清洗時(shí)， 從所述噴氣裝置的雙向噴頭向各個(gè)晶片的另一面噴氣。根據(jù)上述方法，可以阻止霧狀的清洗劑到達(dá)另一面，防止噴霧污染晶片的沒有被清洗的另一面。另外，優(yōu)選首先對各個(gè)晶片的背面進(jìn)行清洗，然后對各個(gè)晶片的正面進(jìn)行清洗。根據(jù)上述方法，可以進(jìn)一步降低對晶片正面的圖案的污染，保證晶片最后的清洗效果。另外，可以在在清洗過程中使晶片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并且使噴頭沿著晶片豎直放置的方向移動(dòng)。另外，還可以使噴頭朝向與垂直于晶片的方向形成角度的方向噴出噴霧。根據(jù)上述方法，能夠更均勻、有效地對晶片的整個(gè)面進(jìn)行清洗。另外，優(yōu)選從氣體入口導(dǎo)入的氣體為氮?dú)饣蛳∮袣怏w，以及雙向噴頭噴出的氣體為氮?dú)饣蛳∮袣怏w。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的示意圖。圖2是表示噴霧清洗室中的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3A是表示晶片支撐結(jié)構(gòu)的主視示意圖。圖;3B是表示晶片支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖。圖4是表示在噴霧室中在進(jìn)行雙面清洗時(shí)使晶片交換位置的軌跡的示意圖。圖5是表示現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的示意圖。圖6是表示現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中的刷洗的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的示意圖。圖2是表示本發(fā)明的噴霧清洗室中的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖3A是表示晶片支撐結(jié)構(gòu)的主視示意圖。圖;3B是表示晶片支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視示意圖。圖4是表示在噴霧室中在進(jìn)行雙面清洗時(shí)使晶片交換位置的軌跡的示意圖。如圖1所示，在本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中具有設(shè)備前端單元(EFEM unit) 1、研磨單元2、清洗單元3、動(dòng)力單元4等。所述設(shè)備前端單元1具有機(jī)械手11，其用于將容納在前開式統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)箱(FOUP) 6 中的未處理的晶片搬運(yùn)至研磨單元2，或?qū)⑻幚砗蟮木徇\(yùn)至前開式統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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用于在研磨裝置23與清洗單元3之間交接晶片，所述輸送裝置22用于輸送晶片，并且用于暫時(shí)放置研磨后或清洗后的晶片，所述研磨裝置23用于研磨晶片。所述清洗單元3對輸送過來的晶片進(jìn)行清洗以及干燥。以下，具體說明本發(fā)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以及干燥室33。所述超聲波清洗室31及其中的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)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。對于所述噴霧清洗室32，在其中保持兩片晶片W，如圖3A、圖;3B所示，可以用轉(zhuǎn)輪在晶片W側(cè)面和下方支撐晶片W使其豎直放置，并帶動(dòng)晶片W旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，在豎直保持的晶片W的兩側(cè)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?dú)?、惰性氣體等非活性氣體從氣體入口 321導(dǎo)入噴霧裝置，并且使清洗劑從清洗劑入口 322導(dǎo)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(dòng)。另外，可以在兩個(gè)晶片W之間設(shè)置噴氣裝置323，噴氣裝置323的前端設(shè)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?dú)?、惰性氣體等非活性氣體，由此防止正在用于清洗的噴霧污染沒正在被清洗的晶片W的面。所述干燥室33及其中的設(shè)備與現(xiàn)有技術(shù)相同，但是，與以往相比能夠一次干燥兩片晶片。在此省略其說明。以下，對本實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的動(dòng)作進(jìn)行說明。在本實(shí)施方式的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中，通過設(shè)備前端單元1中的機(jī)械手將前開式統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)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中的研磨裝置研磨后，被交接裝置搬入清洗單元3進(jìn)行清洗，關(guān)于清洗之前的動(dòng)作與現(xiàn)有技術(shù)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之后，首先通過超聲波清洗室對兩片晶片W同時(shí)進(jìn)行超聲波清洗，然后，在第一噴霧清洗室中同時(shí)對兩片晶片W進(jìn)行第一噴霧清洗，此后，在第二噴霧清洗室中同時(shí)對兩片晶片W進(jìn)行第二噴霧清洗， 最后在兩個(gè)干燥室中對兩片晶片進(jìn)行兩次干燥。此后被干燥后的晶片進(jìn)入下一道工藝。在兩片晶片進(jìn)入第一噴霧清洗室中后，使兩片晶片隔開規(guī)定的距離，在第一噴霧室的上方并排排列，然后對晶片的一個(gè)面進(jìn)行水沖洗、預(yù)清洗。此后，使兩個(gè)噴霧裝置分別移動(dòng)至與晶片對應(yīng)的位置，然后，從氣體入口 321向噴霧裝置中導(dǎo)入氮?dú)獾确腔钚詺怏w，并且從清洗劑入口 322向噴霧裝置中導(dǎo)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(gè)表面進(jìn)行噴霧清洗。在進(jìn)行噴霧清洗之后，再次進(jìn)行水沖洗。在晶片的一個(gè)面被噴霧清洗后，水平交換兩片晶片的位置，再同時(shí)清洗晶片的另一個(gè)面。進(jìn)行交換的步驟如下，即，使位于清洗室右上方的晶片往下移動(dòng)，然后使位于清洗室左上方的晶片水平平移到清洗室右上方，之后使之前移動(dòng)至下方的晶片水平平移到左邊后豎直上移到清洗室左上方。然后，與上述方法相同對兩片晶片的另一面進(jìn)行清洗，最后， 將兩面清洗后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(shí)施方的噴霧清洗室中能夠同時(shí)清洗兩片晶片，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比能夠提高生產(chǎn)率。另外，通過采用氮?dú)?、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(dá)到去除晶片表面殘留的研磨液、微粒等臟污的清洗效果。此外，用噴霧清洗的方式取代接觸式刷洗的方式，避免因?yàn)樗⒅苯咏佑|晶片而造成的圖案損傷，同時(shí)避免使用過的臟污刷二次污染晶片表面，另外，也能減輕噴洗液對晶片的作用力，進(jìn)一步降低圖案損傷的風(fēng)險(xiǎn)。另外，為了保證晶片最后的清洗效果，優(yōu)選在進(jìn)行噴霧清洗時(shí)，首先對晶片背面的進(jìn)行清洗，然后再對晶片正面進(jìn)行清洗。這樣可以進(jìn)一步降低對晶片正面的圖案的污染。另外，在進(jìn)行噴霧清洗的同時(shí)，可以通過噴氣裝置的雙向噴氣頭向晶片噴出氮?dú)獾确腔钚詺怏w，這樣可以阻止霧狀的清洗劑到達(dá)另一面，防止噴霧污染晶片的沒有被清洗的另一面。另外，可以改變噴頭的朝向，使其不垂直于晶片表面進(jìn)行噴霧而與垂直于晶片表面的方向形成角度地對晶片進(jìn)行清洗，這樣也可以增強(qiáng)噴霧清洗效果。另外，在上述實(shí)施方式中描述了在清洗室的上方對兩片晶片進(jìn)行清洗的方法，但不限于此，可以在清洗室的下方對兩片晶片進(jìn)行清洗。另外，在上述實(shí)施方式中描述了對兩片晶片的位置進(jìn)行交換的方法，但不限于此， 步驟可以相反，即，首先使左上方的晶片下降，然后進(jìn)行換位。只要是能夠使兩片晶片的位置進(jìn)行交換即可。以上通過實(shí)施方式說明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明不限于此，在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種變形。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規(guī)定的距離豎直放置，并排排列；第二步驟，使位于并排排列的兩片晶片兩側(cè)的兩個(gè)噴霧裝置的噴頭移動(dòng)至與所述兩片晶片相對應(yīng)的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的一個(gè)面進(jìn)行清洗；第三步驟，在對各個(gè)晶片中的一個(gè)面進(jìn)行清洗之后，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個(gè)面與所述噴霧裝置的噴頭相對應(yīng)；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之后，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的另一個(gè)面進(jìn)行清洗。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，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(dǎo)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(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，在兩個(gè)晶片之間設(shè)置有噴氣裝置，在對各個(gè)晶片的一個(gè)面進(jìn)行清洗時(shí)，從所述噴氣裝置的雙向噴頭向各個(gè)晶片的另一面噴氣。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，首先對各個(gè)晶片的背面進(jìn)行清洗，然后對各個(gè)晶片的正面進(jìn)行清洗。
5.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，在清洗過程中使晶片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
6.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，在清洗過程中使噴頭沿著晶片豎直放置的方向移動(dòng)。
7.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，使噴頭朝向與垂直于晶片的方向形成角度的方向噴出噴霧。
8.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，從氣體入口導(dǎo)入的氣體為氮?dú)饣蛳∮袣怏w。
9.如權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，其特征在于，雙向噴頭噴出的氣體為氮?dú)饣蛳∮袣怏w。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨中的清洗系統(tǒng)的清洗方法，包括第一步驟，使兩片晶片在清洗室中相隔規(guī)定的距離豎直放置，并排排列；第二步驟，使位于并排排列的兩片晶片兩側(cè)的兩個(gè)噴霧裝置的噴頭移動(dòng)至與所述兩片晶片相對應(yīng)的位置，噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的一個(gè)面進(jìn)行清洗；第三步驟，在對各個(gè)晶片中的一個(gè)面進(jìn)行清洗之后，交換兩片晶片的位置，使沒有被清洗的另一個(gè)面與所述噴霧裝置的噴頭相對應(yīng)；第四步驟，在交換了兩片晶片的位置之后，使噴霧裝置的噴頭噴出霧狀的清洗劑，對各個(gè)晶片的正面和背面中的另一個(gè)面進(jìn)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(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)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