[發明專利]一種CMP機臺內置清洗結構及方法

有效

• 申請號: 201110250265.3
• 申請日: 2011-08-29
• 公開（公告）號: CN102441843A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 白英英;張明華;張守龍;陳玉文
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: B24B37/34
• 分類號: B24B37/34;B24B55/00;H01L21/67;H01L21/02;B08B3/12;B08B3/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發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，用以保證晶片后續加工制造過程中的質量，從而完整的完成了化學業機械研磨的工藝。

?常規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，我們發現，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，清洗系統就會降低機臺的產出率；如日本的Ebara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。

化學機械研磨（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全局平坦化的技術。

發明內容

本發明公開了一種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S1：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裝置。

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。