專利名稱：一種清洗裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及半導體工藝設備，尤其涉及一種化學機械拋光設備的拋光頭的清 洗裝置。
背景技術：
化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技術是機械研磨和化學反 應組合的技術，化學機械拋光技術借助超微粒的研磨作用以及漿料的化學腐蝕作用，在被 研磨的介質表面上形成光潔平坦的平面。化學機械拋光技術是集成電路(IC)向細微化、多 層化、薄型化、平坦化工藝發(fā)展的產(chǎn)物，已經(jīng)成為半導體制造行業(yè)的主流技術，也是晶片向 200mm、300mm乃至更大的直徑過度、提高生產(chǎn)效率、降低制造成本以及襯底全局化平坦化必 備的工藝技術。化學機械拋光技術已經(jīng)成為半導體制造工藝的中樞技術。一個完整的化學機械拋光工藝主要由拋光、后清洗和計量測量等操作組成。其中 后清洗包括對晶片的清洗，也包括對化學機械拋光設備各部件的清洗。后清洗工藝的目的 是把化學機械拋光中的殘留顆粒和污染減小到可接受的水平。現(xiàn)有技術中，所述化學機械 拋光設備包括拋光頭、研磨平臺和位于研磨平臺之間的清洗件，所述拋光頭的底面上設置 有用于固定晶圓的維持環(huán)(Retainingring)，所述維持環(huán)還上設置有多個通槽。在金屬或者 介質化學機械拋光過程中，化學機械拋光設備的拋光頭和拋光液以及晶圓直接接觸，引起 拋光液濺污到拋光頭上，在拋光頭底面的通槽中會殘留很多混合的拋光液及拋光液結晶， 同時在拋光頭側面也會殘留有很多污染物。現(xiàn)有技術中，清洗拋光頭采用去離子水沖洗以及利用研磨平臺之間的清洗件進行 沖洗，無法把拋光頭側面和底面的通槽中的混合殘留物徹底清洗，化學機械拋光中較小的 研磨顆粒增加了去除殘留物的難度。這些殘留物主要由拋光液(顆粒直徑在0.1到1. 0微 米或者更大的范圍內變化)、晶片表面的金屬顆粒或者其他外來的材料顆粒組成。當這些 殘留物暴露在空氣中會結晶變大，通過兩種途徑污染下一批拋光的晶片，一方面殘留物中 長大的顆粒直接污染或劃傷晶片背面，另一方面是化學機械拋光工藝中這些殘留物進入拋 光盤，刮傷或污染晶片表面。這些殘留物是晶片在化學機械拋光工藝的主要缺陷來源。主 要形成兩類缺陷一是殘留拋光液、晶片表面金屬或者外來材料的污染，二是晶片表面的刮 痕、通槽或者凹坑，這兩類缺陷對器件成品率產(chǎn)生極大副作用。殘留物不止對單獨的一個晶片帶來問題。在化學機械拋光過程中，拋光頭上的殘 留物可能污染晶片背面和表面，如果殘留物得不到及時清理，隨著拋光次數(shù)增加，殘留物也 在拋光頭上通槽中積累和傳播，從而造成晶片的交叉污染。而且在化學機械拋光工藝中，晶 片采用機械手從工藝腔中取出，殘留的拋光液顆粒、金屬顆粒或者其他顆粒由拋光頭傳到 晶片背面，這些微粒也可能通過機械手傳播，污染其他晶片。而且如果這些晶片也已經(jīng)被污 染，這些殘留物會在機械手臂上聚集，導致污染累積。因此需要有效地清洗拋光頭。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能夠有效清洗化學機械拋光設備的拋 光頭的裝置。為解決上述問題，本實用新型提供一種清洗裝置，用于清洗化學機械拋光設備的 拋光頭，所述清洗裝置設有第一清洗刷和第二清洗刷，所述第一清洗刷包括有第一刷柄和 設置在所述第一刷柄一端的第一刷毛，所述第一刷毛與轉到清洗位置的所述拋光頭的側面 相接觸，所述第二清洗刷包括第二刷柄和設置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二 刷毛與轉到清洗位置的所述拋光頭底面的保持環(huán)相接觸。所述第一刷柄和第二刷柄均為圓柱體，能夠自身旋傳。進一步的，所述第一清洗刷的轉速為30 120轉/分鐘進一步的，所述第二清洗刷的轉速為30 90轉/分鐘。進一步的，所述第一清洗刷的長度為6 10cm。較佳的，所述第一刷毛的長度為l-km，密度為60% 80%，每一根所述第一刷毛 的直徑為0. 5 2. 5_。較佳的，所述第二清洗刷的長度為48_55mm。較佳的，所述第二刷毛的長度為3. 2 4mm，密度為60%-80%,每一根所述第二刷 毛的直徑為0. 1-0. 5mm。進一步的，所述清洗裝置還包括至少兩個去離子水噴頭，所述去離子水噴頭位于 所述拋光頭旁。較佳的，所述去離子水噴頭的噴嘴的直徑為0. 5_3mm。較佳的，所述去離子水噴頭噴出去離子水的流速為0. 1 0. 2L/min。較佳的，刷子和托桿及可移動環(huán)都為聚氯乙烯材料。進一步的，刷毛為聚酰胺尼龍-6號或聚酰胺尼龍-10號材料。進一步的，所述第一刷柄的另一端通過第一托桿連接在所述化學機械拋光設備的 機臺載盤上，所述第二刷柄的另一端通過第二托桿連接在所述化學機械拋光設備的機臺載
In ο綜上所述，本實用新型中的清洗設備能夠有效沖洗化學機械拋光設備的拋光頭， 尤其是有效沖洗所述拋光頭的側面和底面通槽中的殘留物，進而避免殘留物結晶長大，對 后續(xù)進行化學拋光的晶圓造成劃痕和污染。

圖1為本實用新型化學機械拋光設備中拋光頭的清洗裝置一實施例的結構示意 圖。圖2為本實用新型化學機械拋光設備中拋光頭的清洗裝置一實施例的仰視圖。
具體實施方式
為使本實用新型的內容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本實用新型的內 容作進一步說明。當然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領域內的技術人員所熟知 的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護范圍內。[0026]其次，本實用新型利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本實用新型實例時，為了 便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本實用新型的限定。本實用新型的核心思想是提供一種清洗裝置，在清洗過程中，所述清洗裝置能夠 有效清洗所述化學機械拋光設備的拋光頭，尤其針對難以清洗的拋光頭側面的殘留物和拋 光頭底面的通槽中的殘留物，所述清洗裝置設置有緊貼拋光頭側面的第一清洗刷和緊貼拋 光頭底面的第二清洗刷，所述第一、第二清洗刷旋轉刷洗所述拋光頭，從而有效清洗所述拋 光頭。圖1為本實用新型化學機械拋光設備中拋光頭的清洗裝置一實施例的結構示意 圖。圖2為本實用新型化學機械拋光設備中拋光頭的清洗裝置一實施例的仰視圖。如圖1、 圖2并結合本實用新型的核心思想，本實用新型提供一種清洗裝置，所述清洗裝置用于清 洗化學機械拋光設備的拋光頭，所述清洗裝置設有第一清洗刷201和第二清洗刷203，所述 第一清洗刷201包括有第一刷柄201b和設置在所述第一刷柄201b —端的第一刷毛201a， 所述第一刷毛201a與轉到清洗位置的所述拋光頭101的側面相接觸，所述第二清洗刷203 包括第二刷柄20 和設置在所述第二刷柄20 —端的第二刷毛203a，所述第二刷毛203a 緊貼在轉到清洗位置的所述拋光頭101底面的保持環(huán)IOla表面。進一步的，所述第一刷柄201b的另一端通過第一托桿207連接在所述化學機械拋 光設備的機臺載盤100上。所述第一刷柄201b與所述第一托桿207之間能夠拆卸安裝，當 所述第一清洗刷201使用一段時間后，第一刷毛201a有磨損，可以將所述第一清洗刷201 從第一托桿207上拆卸下來進行更換。進一步的，所述第二刷柄20 的另一端通過第二托桿209連接在所述化學機械曝 光設備的機臺載盤100上，所述第二刷柄20 與所述第二托桿207之間能夠拆卸安裝，當 所述第二清洗刷203使用一段時間后，第二刷毛203a有磨損，可以將所述第二清洗刷203 從第二托桿209上拆卸下來進行更換。進一步的，所述清洗裝置還包括至少兩個去離子水噴頭205，所述去離子水噴頭 205位于所述拋光頭101旁。在刷洗的同時去離子水噴頭205噴出去離子水形成水壓，將刷 洗下來的殘留物沖走，達到徹底清洗的目的。其中較佳的，所述去離子水噴頭205的噴嘴的 直徑為0. 5-3mm，所述去離子水噴頭205噴出去離子水的流速為0. 1 0. 2L/min。較佳的，所述第一清洗刷201的轉速為30 120轉/分鐘，較佳的，所述第二清洗 刷203的轉速為30 90轉/分鐘。采用上述轉速既可以較為徹底地清洗所述拋光頭，同 時不會因為轉速過快刮傷拋光頭101。進一步的，所述第一清洗刷201的長度為6 10cm。較佳的，所述第一刷毛201a 的長度為l-4cm，密度為60% 80%，每一根所述第一刷毛的直徑為0. 5 2. 5mm。較佳的，所述第二清洗刷203的長度為48_55mm。較佳的，所述第二刷毛203a的 長度為3. 2 4mm，密度為60% -80 %，每一根所述第二刷毛的直徑為0. 1-0. 5mm。所述第 二清洗刷203的長度和保持環(huán)上的溝槽長度相當，如果過短不能有效的清洗完整溝槽，如 果過長，有可能刷到環(huán)內橡膠膜；毛的高度和溝槽的深度和寬度相當，能達到有效的清洗效
^ ο較佳的，所述第一刷柄201b和第二刷柄20 的材質都為聚氯乙烯材料。所述聚 氯乙烯材料在化學環(huán)境中使用，能夠有效防腐蝕，且無污染。[0036]進一步的，第一刷毛201a和第二刷毛203a的材質聚酰胺尼龍_6號或聚酰胺尼 龍-10號材料。聚酰胺尼龍-6號或聚酰胺尼龍-10號材料在化學環(huán)境中使用，能夠有效防 腐蝕，且無污染。本實用新型中所述清洗裝置的使用過程將所述化學機械拋光設備的拋光頭101 轉到清洗位置，第一清洗刷201轉到所述拋光頭201的第一刷毛201a與轉到清洗位置的所 述拋光頭101的側面相接觸第二清洗刷203與拋光頭101之間進行機械摩擦，借助機械摩 擦將殘留物從拋光頭101上移除，同時所述去離子水噴頭205噴去離子水，借助離子水的壓 力將殘留物沖走，在清洗過程中，所述拋光頭的轉速為1-35轉/分鐘，將化學機械拋光設備 的拋光頭101移回至工作位置，用去離子水清洗所述第一清洗刷201和第二清洗刷203，沖 洗后自然晾干，完成清洗工作。綜上所述，本實用新型中的清洗設備能夠有效沖洗化學機械拋光設備的拋光頭 101，尤其是有效沖洗所述拋光頭101的側面和底面通槽IOlb中的殘留物，進而避免殘留物 結晶長大，對后續(xù)進行化學拋光的晶圓造成劃痕和污染。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內，當可作些許的更 動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求1.一種清洗裝置，用于清洗化學機械拋光設備的拋光頭，其特征在于，所述清洗裝置設 有第一清洗刷和第二清洗刷，所述第一清洗刷包括有第一刷柄和設置在所述第一刷柄一端 的第一刷毛，所述第一刷毛與轉到清洗位置的所述拋光頭的側面相接觸，所述第二清洗刷 包括第二刷柄和設置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二刷毛與轉到清洗位置的所 述拋光頭底面的保持環(huán)相接觸。
2.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一刷柄和第二刷柄均為圓柱體。
3.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一清洗刷的轉速為30 120轉 /分鐘
4.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第二清洗刷的轉速為30 90轉/ 分鐘。
5.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一清洗刷的長度為6 10cm。
6.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一刷毛的長度為l-4cm，密度為 60% 80%，每一根所述第一刷毛的直徑為0. 5 2. 5mm。
7.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第二清洗刷的長度為48-55mm。
8.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第二刷毛的長度為3.2 4mm，密 度為60% -80%，每一根所述第二刷毛的直徑為0. 1-0. 5mm。
9.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述清洗裝置還包括至少兩個去離子 水噴頭，所述去離子水噴頭位于所述拋光頭旁。
10.如權利要求9所述的清洗裝置，其特征在于，所述去離子水噴頭的噴嘴的直徑為 0. 5_3mm0
11.如權利要求9所述的清洗裝置，其特征在于，所述去離子水噴頭噴出去離子水的流 速為 0. 1 0. 2L/min。
12.如權利要求1至8中任意一項所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一刷柄和所述 第二刷柄的材質都為聚氯乙烯材料。
13.如權利要求1至8中任意一項所述的清洗裝置，其特征在于，第一刷毛和第二刷毛 的材質為聚酰胺尼龍-6號或聚酰胺尼龍-10號。
14.如權利要求1所述的清洗裝置，其特征在于，所述第一刷柄的另一端通過第一托桿 連接在所述化學機械拋光設備的機臺載盤上，所述第二刷柄的另一端通過第二托桿連接在 所述化學機械曝光設備的機臺載盤上。
專利摘要本實用新型提供一種清洗裝置，用于清洗化學機械拋光設備的拋光頭，所述清洗裝置設有第一清洗刷和第二清洗刷，所述第一清洗刷包括有第一刷柄和設置在所述第一刷柄一端的第一刷毛，所述第一刷毛與轉到清洗位置的所述拋光頭的側面相接觸，所述第二清洗刷包括第二刷柄和設置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二刷毛與轉到清洗位置的所述拋光頭底面的保持環(huán)相接觸。本實用新型中的清洗設備能夠有效沖洗化學機械拋光設備的拋光頭，尤其是有效沖洗所述拋光頭的側面和底面通槽中的殘留物，進而避免殘留物結晶長大，對后續(xù)進行化學拋光的晶圓造成劃痕和污染。
文檔編號B08B1/02GK201894999SQ20102056511
公開日2011年7月13日 申請日期2010年10月16日 優(yōu)先權日2010年10月16日
發(fā)明者許金海 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司