[發明專利]一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置及清洗方法

有效

• 申請號: 200610117987.0
• 申請日: 2006-11-03
• 公開（公告）號: CN101172278A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發明（設計）人: 張守龍;張傳民;邵群;邱柏誠
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;B08B13/00;H01L21/302
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明涉及化學機械研磨裝置，涉及晶圓表面的清洗，具體地說，是一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置及清洗方法。

背景技術

常用的化學機械研磨設備除了通過研磨工藝使晶圓表面平坦化之外，還具有晶圓清洗功能。一臺化學機械研磨設備的晶圓清洗裝置主要由晶圓裝卸載單元和晶圓清洗單元組成，晶圓裝卸載單元具有一吸盤，用于吸附晶圓，使晶圓表面朝下固定在晶圓裝卸載單元上，晶圓清洗單元包括數個噴嘴和水流傳送管道，去離子水經水流傳送管道從噴嘴中噴出，形成高壓水柱，用于沖洗晶圓表面殘留的研磨液和雜質。

然而，由于高壓水柱的壓力過大，且晶圓清洗裝置內沒有設置水壓調節元件，使得晶圓表面受水柱沖洗后容易產生氧化膜損壞的現象，在晶圓表面形成如圖1所示的呈“X”型分布的缺陷(圖中的黑點)，使一批晶圓的良率下降1％-2％，并且即使縮短晶圓清洗時間也無法消除這些“X”型缺陷。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置及清洗方法，通過該方法能夠方便、快速地調節水壓大小，有效地防止晶圓表面的氧化膜因水壓過高而被破壞，從而使晶圓生產的良率有所提升。

本發明的目的是這樣實現的：一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置，至少包括晶圓裝卸載單元和具有數個噴嘴及水流傳送管道的晶圓清洗單元，所述晶圓裝卸載單元位于所述晶圓清洗單元的上方，從數個噴嘴噴出的水柱用于沖洗晶圓，其實質性特點在于：所述晶圓清洗單元的水流傳送管道上還設有一水壓調節閥。

在上述的一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置中，在晶圓清洗過程中，通過所述的水壓調節閥調節水柱高度，使該水柱接觸到晶圓表面。

在上述的一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置中，所述的水壓調節閥是機械閥門。

在上述的一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置中，所述的水壓調節閥是電子閥門。

本發明的另一方案是提供一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗方法，其實質性特點在于，所述的方法包括下列步驟：(1)在晶圓清洗裝置的晶圓清洗單元的水流傳送管道上設置一水壓調節閥；(2)裝載一晶圓，使該晶圓的表面面向晶圓清洗單元的數個噴嘴；(3)沖洗晶圓，并通過水壓調節閥調節水柱高度，使該水柱接觸到晶圓表面；(4)停止沖洗，并卸載晶圓。

本發明的一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置及清洗方法，通過在晶圓清洗單元的水流傳送管道上設置水壓調節閥，將水柱的高度大約調節至晶圓表面的位置，避免了水壓過大對晶圓表面造成的沖擊。采用本發明的方法清洗的晶圓，其表面的氧化膜不會遭到任何破壞，并且對于晶圓清洗的時間也沒有特殊限制。

附圖說明

本發明晶圓清洗裝置的具體結構及清洗方法由以下的實施例及附圖給出。

圖1為采用現有技術的方法清洗晶圓，在晶圓表面形成的“X”型缺陷的示意圖；

圖2為本發明的晶圓清洗裝置的晶圓清洗單元的局部結構示意圖；

圖3為本發明的晶圓清洗方法的流程圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明的一種防止晶圓表面氧化膜破壞的晶圓清洗裝置及清洗方法作進一步的詳細描述。

參見圖2，其顯示了本發明的晶圓清洗裝置的晶圓清洗單元的局部結構，它包括水流傳送管道1、支路2、數個噴嘴3和一個水壓調節閥4。去離子水從水流傳送管道1向上傳輸，并從噴嘴3向外噴出形成高壓水柱5。在噴水過程中及噴水結束后，液體可能會出現回流，因此在水流傳送管道1上開設支路2，供回流液體排出。為了方便、快速地調節水壓的大小，防止晶圓表面的氧化膜因水壓過大而損壞，在水流傳送管道1上還設有水壓調節閥4，該調節閥4可以是手動的機械閥門，也可以是數控的電子閥門，通過水壓調節閥4可實時控制水柱5的高度，將水壓大小調整在安全的范圍內。

下面結合圖3具體說明本發明的晶圓清洗方法。首先，在晶圓清洗裝置的晶圓清洗單元的水流傳送管道1上設置一水壓調節閥4(步驟S10)，該調節閥4可以是機械閥門也可以是電子閥門；接著，在晶圓裝卸載單元上裝載一晶圓(圖未示)，使該晶圓的表面面向晶圓清洗單元的數個噴嘴3(步驟S20)；然后，沖洗晶圓，并通過水壓調節閥4將水柱5的高度調節至能接觸到晶圓表面或者略高于表面的位置(步驟S30)，這種高度的水柱5所產生的壓力在安全范圍內，即不會對晶圓表面的氧化膜造成損壞；最后，根據預設的清洗時間，完成清洗，并將清洗完畢的晶圓從晶圓裝卸載單元上卸載下來(步驟S40)。