[发明专利]一种CMP机台内置清洗结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种CMP机台内置清洗结构及方法。

背景技术

在半导体集成电路制造过程中，晶片在化学机械研磨机台中经过抛光后，要继续经过一系列的清洗步骤，除去在抛光过程中，晶片表面所残留的研磨液，以及微粒等脏污，用以保证晶片后续加工制造过程中的质量，从而完整的完成了化学业机械研磨的工艺。

 常规的晶片清洗步骤一般采用刷洗的方法，待晶片抛光过后，采用刷子配合清洗液在晶片的表面来回擦拭，从而达到清洗的目的。然而在采用刷洗的晶片清洗过程中，我们发现，由于刷子接触晶片给晶片一定的压力，容易造成晶片图案的损伤，特别是随着晶片工艺尺寸的减小，图案的损伤对晶片良率的影响也越来越大。而且由于晶片表面设有的沟槽，很多的微粒都位于沟槽深处，清洗难度较大，且现有的清洗步骤一次一般只能清洗一片晶圆，若机台同时研磨出两片晶圆时，清洗系统就会降低机台的产出率；如日本的Ebara厂商就生产出同时研磨出两片晶圆的机台，但它的清洗系统一次只能清洗一片晶圆，这就大大限制了机台本身的产出率，且其只能清洗晶圆的正面，这样就会造成晶圆背面没有清洗干净可能带来一定的负面影响。

化学机械研磨（chemical mechanical polishing，简称CMP）制程是半导体工艺中的一个步骤，该工艺于90年代前期开始被引入半导体硅晶片工序，从氧化膜等层间绝缘膜开始，推广到聚合硅电极、导通用的钨插塞（W-Plug）、STI（元件分离），而在与器件的高性能画同时引进的铜布线工艺技术方面，现在已经成为关键技术之一。虽然目前有多种平坦化技术，同时很多更为先进的平坦化技术也在研究当中崭露头角，但是CMP已经被证明是目前最佳也是唯一能够实现全局平坦化的技术。

发明内容

本发明公开了一种CMP机台内置清洗结构，其中，包括：

设置在CMP机台内的超声波清洗装置、喷雾清洗装置和干燥装置，超声波清洗装置通过喷雾清洗装置与干燥装置连接；

其中，喷雾清洗装置包含有设置在喷雾清洗室两侧且部分设置在其内的清洗剂喷雾装置，两可旋转固定装置分别对应两清洗剂喷雾装置位置设置在喷雾清洗室内，一部分设置在喷雾清洗室内的惰性气体喷气装置设置在两可旋转固定装置之间。

上述的CMP机台内置清洗结构，其中，超声波清洗装置包含有同时清洗两片晶圆的装置。

上述的CMP机台内置清洗结构，其中，清洗剂喷雾装置包含有设置在喷雾清洗室内的可上下移动的喷雾喷头，设置在喷雾清洗室外的清洗剂入口和气体入口。

上述的CMP机台内置清洗结构，其中，惰性气体喷气装置包含有设置在喷雾清洗室内的双向喷头和设置在喷雾清洗室外的惰性气体进气口。

上述的CMP机台内置清洗结构，其中，超声波清洗装置与晶圆传递装置连接。

本发明还公开了一种CMP机台内置清洗方法，其中，包括以下步骤：

步骤S1：在CMP机台内，将抛光后的两片晶圆经传递装置同时传送至同一超声波清洗室内，采用传统工艺利用清洗剂同时清洗两片晶圆；

步骤S2：将清洗后的两片晶圆分别转移至第一道喷雾清洗室的两旋转固定装置上，利用可上下移动的两喷雾喷头分别向两片晶圆喷洒喷雾清洗剂，同时位于两旋转固定装置中间位置的双向喷头同时向两片晶圆喷洒惰性气体；

步骤S3：将经过喷雾清洗后的两片晶圆转移至第二道喷雾清洗室的两旋转固定装置上，采用相同的条件及步骤，再次对两片晶圆进行喷雾清洗后，转移至干燥室进行干燥处理。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，超声波清洗室、干燥室和第一、二道喷雾清洗室均设置在CMP机台内。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，超声波清洗内设置有同时清洗两片晶圆的装置。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，喷雾清洗室外的两侧设置有清洗剂入口、气体入口和惰性气体进气口。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，清洗剂由去离子水和氨水按一定比例混合而成。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，喷雾清洗剂包含有氨水、氢氟酸、去离子水和双氧水。

上述的CMP机台内置清洗方法，其中，喷雾喷头通过气体入口通入的含有氮气的惰性气体雾化喷雾清洗剂。