清洗装置及机械研磨设备的制作方法

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种清洗装置及机械研磨设备。

背景技术：

在半导体的制造过程中，通常会涉及对晶片的机械研磨工艺，即，将晶片放置于机械研磨设备中，通过机械研磨设备的研磨台对晶片进行平坦化或抛光等处理。

目前，机械研磨设备中通常会配置一清洗装置，以对机械研磨设备进行清洗，例如，用于去除机械研磨设备的研磨台上的研磨浆和研磨残留物，避免对后续待研磨的晶片造成磨损。然而，大多数的机械研磨设备的清洗装置只针对研磨台的台面进行清洗，而没有针对其他区域进行清洗，对机械研磨设备的清洁范围有限，易引发交叉污染的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种清洗装置及机械研磨设备，以解决现有的机械研磨设备中，针对研磨台侧壁没有相应的清洗装置，进而无法对研磨台侧壁进行及时的清洗而导致在研磨台侧壁产生大量的堆积物的问题。

上述技术问题，本实用新型提供一种清洗装置，所述清洗装置用于对机械研磨设备中研磨台的侧壁进行清洗，所述清洗装置包括：

至少一个用于与所述研磨台的侧壁接触的清洗刷头；

用于控制所述清洗刷头移动的连接组件，所述连接组件的一端连接所述清洗刷头；以及，

用驱动所述连接组件移动驱动装置，所述驱动装置连接所述连接组件的另一端。

可选的，所述清洗刷头为可旋转刷头。

可选的，所述研磨台为圆柱形结构并沿所述圆柱形结构的轴线方向旋转，所述清洗刷头的旋转方向与所述研磨台的旋转方向相反。

可选的，当研磨台侧壁和所述清洗刷头接触时，所述研磨台侧壁的移动带动所述清洗刷头旋转。

可选的，所述清洗刷头内还设置有第一喷嘴，所述第一喷嘴与一清洗液供给装置连通。

可选的，所述连接组件包括第一连接杆和至少一个第二连接杆；所述第一连接杆与所述驱动装置连接，所述驱动装置带动所述第一连接杆沿特定方向移动；所述第二连接杆的一端与清洗刷头连接，所述第二连接杆的另一端与所述第一连接杆连接，所述第二连接杆沿着以第一连接杆和第二连接杆的连接点为圆心的弧线方向移动。

可选的，所述清洗装置还包括一底座，所述驱动装置安装于所述底座上。

可选的，所述底座为条状的中空结构，在所述底座的长度方向的侧壁上开设有一开口，所述驱动装置安装于所述中空结构内，所述连接组件通过所述开口延伸出来。

可选的，所述底座上还设置有至少一个第二喷嘴，所述第二喷嘴与一清洗液供给装置连通。

本实用新型的又一目的在于，提供一种机械研磨设备，其包括如上所述的清洗装置；以及，至少一个研磨台。

可选的，所述机械研磨设备包括两个研磨台，所述清洗装置包括两个清洗刷头。

可选的，所述清洗装置位于两个所述研磨台之间。

可选的，所述研磨台为圆柱形结构并可绕所述圆柱形结构的轴线方向旋转。

可选的，所述研磨台的旋转速度为8rpm/min～15rpm/min。

在本实用新型提供的清洗装置及机械研磨设备中，所述清洗装置具有一清洗刷头和一驱动装置，通过所述驱动装置使清洗刷头与研磨台的侧壁接触，实现对研磨侧壁进行自动化清洗的目的。不仅可有效提供清洗效果，同时可及时去除研磨台侧壁上的研磨残留物，避免在研磨台的侧壁上形成坚硬的堆积物而对研磨产品造成影响。

附图说明

图1为一种机械研磨设备的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中的清洗装置的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中的清洗装置其清洗刷头在清洗研磨台时的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中的清洗装置的底座的结构示意图；

图5为本实用新型一实施例中的机械研磨设备的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中的机械研磨设备中研磨台侧壁的清洗过程的结构示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，在机械研磨设备的清洗装置中，其通常仅对针对研磨台的台面进行清洗，从而使未被清洗到的区域堆积大量的污染物，进而极易引发交叉污染的问题。

具体参考图1所示，研磨设备通常包括一研磨台11和一研磨头12，晶圆W固定于所述研磨头12上，从而可在具有研磨浆(slurry)的研磨台11上进行研磨。由此可见，在研磨过程中，研磨浆和研磨残留物等也会残留在研磨台11的侧壁11b上，从而在研磨台11的侧壁11b上形成大量的堆积物，进而极易导致研磨台11的台面11a受到污染的问题。同时，当研磨台侧壁11b上的堆积物高出研磨台11时，则在对晶片进行研磨的过程中，极易对晶片造成刮伤，造成产品的报废。并且，堆积物中通常包含大量的研磨浆结晶物，其进一步会对研磨台11造成侵蚀，从而影响研磨台的使用寿命。同时，大量堆积物还可能导致排水系统堵塞。为克服上述问题，目前，通常是人工定期对研磨台的侧壁进行清洗，显然，这种清洗方式不仅需浪费大量的人力，并且不能及时的清除研磨台侧壁上的堆积物，同时在人员对研磨台的侧壁进行清洗时，所形成的坚硬的堆积物还会对人员造成划伤。

为此，本实用新型提供了一种清洗装置，所述清洗装置用于对机械研磨设备中研磨台的侧壁进行清洗，其包括：至少一个用于与所述研磨台的侧壁接触的清洗刷头；用于控制所述清洗刷头移动的连接组件，所述连接组件的一端连接所述清洗刷头；以及，用驱动所述连接组件移动驱动装置，所述驱动装置连接所述连接组件的另一端。

本实用新型提供的清洗装置中，通过一可移动的清洗刷头，实现对研磨台的侧壁进行自动化清洗，从而可有效提高清洗效率，节省清洗时间，大大降低了机械研磨设备的维护成本。并且，可在设备空闲时随时对研磨台的侧壁进行清洗，及时去除研磨台侧壁上的研磨浆液和研磨残留物，避免在侧壁上形成坚硬的结晶物。因此，在具有所述清洗装置的机械研磨设备中，由于在研磨台的侧壁上的堆积物可及时被去除，从而可防止位于研磨台的晶片被刮伤；此外，还可改善研磨台被腐蚀的问题，延长了研磨台的使用寿命。

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的清洗装置和机械研磨设备作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

图2为本实用新型一实施例中的清洗装置的结构示意图，如图2所示，所述清洗装置包括：

至少一个清洗刷头110；

连接组件120，所述连接组件120的一端连接所述清洗刷头110并可控制所述清洗刷头110移动；

驱动装置130，所述驱动装置130连接所述连接组件120的另一端，以用于驱动所述连接组件120移动，使位于所述连接组件120上的清洗刷头110与所述研磨台200的侧壁接触。

图3为本实用新型一实施例中的清洗装置其清洗刷头在清洗研磨台时的结构示意图，结合图2和图3所示，当采用所述清洗装置对研磨台200的侧壁210进行清洗时，所述清洗刷头110与所述侧壁210接触，从而可对其进行清洗。本实施例中，所述研磨台200为圆柱型结构并可沿其轴线方向移动，在清洗的过程中，所述研磨台200以一定的旋转速度旋转。进一步的，所述清洗刷头110也为可旋转刷头，本实施例中，所述清洗刷头110为圆柱型结构，所述清洗刷头110可沿其轴线方向旋转。也就是说，在清洗过程中，清洗刷头110以螺旋的方式对研磨台200进行清洗，从而在清洗中掉落的碎屑也可螺旋方向掉落，进而避免了掉落的碎屑被甩到研磨台的台面上。

其中，所述清洗刷头110的旋转方向可以和所述研磨台200的旋转方向相同，例如两者均沿顺时针方向旋转，此时清洗刷头110和研磨台侧壁210的接触面为相对运动，因此可有效提供清洗能力。当然，所述清洗刷头110的旋转方向也可以和所述研磨台200的旋转方向不同，例如清洗刷头110沿顺时针方向旋转，研磨台200沿逆时针方向旋转，此时清洗刷头110和研磨台侧壁210的接触面具有较小的相对运动，甚至不产生相对运动，如此一来，可有效减小清洗刷头110对研磨台200的磨损，当然也可减小清洗刷头110自身的磨损程度，从而可延长其使用寿命。本实施例中，所述清洗刷头110是通过所述研磨台200的移动，进而带动其发生旋转，即，当所述研磨台200和所述清洗刷头110接触时，进行旋转运动的研磨台200直接带动所述清洗刷头110以相同的速度发生旋转。这种清洗方式，不仅可达到对研磨台侧壁的清洗效果，并且可避免对研磨台和清洗刷头造成磨损。

此外，在所述清洗刷头110内还可设置一第一喷嘴111，所述第一喷嘴与一清洗液供给装置(图中未示出)连通。如图2所示，本实施例中，所述第一喷嘴111通过一管道与清洗液供给装置连通，所述管道设置于所述清洗刷头110内部。所述第一喷嘴111喷洒清洗液，从而可对清洗刷头110进行润湿，并且可缓解清洗刷头110与研磨台200之间的摩擦力，以及，在清洗过程中提供清洗液，有效提高清洗效率。其中，所述第一喷嘴111优选为可旋转喷嘴，其旋转角度优选为360度，所述第一喷嘴111的喷洒角度优选为60°～120°，以使其具有较大的喷洒范围。此外，所述清洗液供给装置提供的清洗液可以为纯水或者其他化学清洗剂，此处不做限制。

继续参考图2所示，本实施例中，所述连接组件120包括第一连接杆121和至少一个第二连接杆122，所述第一连接杆121的一端与所述驱动装置130连接，所述第一连接杆121的另一端与所述第二连接杆122连接，所述第二连接杆122与所述清洗刷头110连接。进一步的，所述第一连接杆121和所述第二连接杆122均为可移动连接杆。其中，所述第一连接杆121可沿特定方向移动，即，在驱动装置130的驱动下移动，本实施例中，所述第一连接杆121沿图2所示的X方向移动；所述第二连接杆沿122可沿着以第一连接杆121和第二连接杆122的连接点为圆心的弧线方向移动，即，第二连接杆122可在图2所示的XY的平面上移动。在清洗过程中，在驱动装置130的驱动下，所述第一连接杆121沿X方向移动至特定位置后，为确保清洗刷头110确实与研磨台200的侧壁接触，可通过移动所述第二连接杆121以对清洗刷头110的位置进行微调。在实际的应用过程中，所述第一连接杆121和第二连接杆122的长度以及角度可根据实际需求进行调节，以确保与连接组件120连接的清洗刷头110能够与研磨台的侧壁接触。

本实施例中，所述清洗装置还包括一底座140，所述驱动装置130安装于所述底座140上。即，通过所述底座140，一方面可为驱动装置130提供一安装平台；另一方面还可对驱动装置130的高度位置进行调节，从而确保清洗刷头110与研磨台侧壁的高度位置相互对应。

图4为本实用新型一实施例中的清洗装置的底座的结构示意图，结合图2和图4所示，本实施例中，所述底座140为条状的中空结构，在其长度方向的侧壁上还开设有一开口142，所述驱动装置130安装于所述中空结构内，所述由所述驱动装置130驱动的连接组件120通过所述开口142延伸出。如图2所示，与所述驱动装置130连接的第一连接杆121位于所述底座140内，与所述第一连接杆121连接的第二连接杆122通过所述开口142延伸出，进而使第二连接杆122上的清洗刷头110可与研磨台接触。优选的，所述底座140上还设置有至少一个第二喷嘴141，所述第二喷嘴141也可与一清洗液供给装置(图中未示出)连通。底座140上的第二喷嘴141的数量和位置可根据实际需求相应的设定。本实施例中，在底座140上设置有5个第二喷嘴141，其中两个第二喷嘴141设置底座140靠近清洗刷头110一侧的底部，在清洗过程中，由清洗刷头110刷洗而掉落的碎屑，即可经底座140底部的两个第二喷嘴141冲洗掉；另外三个第二喷嘴141设置于所述底座140靠近侧壁的上台面上，所述三个第二喷嘴141可用于对研磨台周边的其他装置进行冲洗；优选的，在所述底座140的上台面的中间位置上设置有两个第二喷嘴141，所述两个第二喷嘴141的高度低于所述研磨台的高度，从而不仅可用于对其他装置进行清洗，同时还可对研磨台的侧壁进行清洗。

与清洗刷头110上的第一喷嘴111类似的，位于底座140上的第二喷嘴141也可以是可旋转喷嘴，其也可具有一定的喷嘴角度，使第二喷嘴141的喷洒范围为扇形。此外，与清洗刷头110上第一喷嘴111所连通的清洗液供给装置类似的，位于底座140上的第二喷嘴141所连通的清洗液供给装置中，其所提供的清洗液可以为纯水，也可以是化学试剂。

进一步的，所述驱动装置130可以为气缸。具体的，所述气缸包括：数字输入输出板卡(DIO board)和气动板(Pneumatic F board)，DIO board用于发出指令，所述气动板接收DIO board发出的指令并执行相应的动作。

基于以上所述的清洗装置，本实用新型还提供了一种机械研磨设备，其具有如上所述的清洗装置；以及，至少一个研磨台。通过所述清洗装置可对研磨台的侧壁进行清洗，避免机械研磨设备出现清洗盲区，确保可对研磨台进行全面的清洗，从而放置对待研磨的产品造成影响，并延长所述研磨台的使用寿命。

图5为本实用新型一实施例中的机械研磨设备的结构示意图，如图5所示，所述机械研磨设备包括清洗装置以及至少一个研磨台200。如以上实施例所述，所述清洗装置中具有一清洗刷头110、一连接组件120和一驱动装置130，通过所述驱动装置130使连接组件120移动，进而带动所述清洗刷头110移动并与研磨台200的侧壁接触，实现对研磨台200的侧壁进行清洗的目的。进一步的，所述清洗装置中还可设置有一底座140，所述驱动装置130安装于所述底座140上。优选的方案中，所述清洗刷头110和所述底座140上均设置有喷嘴，所述喷嘴与清洗液供给装置连通，进而在清洗过程中可喷洒清洗液。

本实施例中，所述机械研磨设备中具有两个研磨台200，对应的，所述清洗装置中设置有两个清洗刷头110，以分别对两个研磨台200进行清洗。然而，应当认识到，所述清洗装置还可以设置多个清洗刷头110以对同一研磨台200进行清洗，进而提升其清洗效率。与上述实施例类似的，所述清洗装置中设置有两个连接组件120，两个连接组件120分别连接两个清洗刷头110，从而可分别对两个清洗刷头110进行控制。

进一步的，将所述清洗装置设置于两个研磨台200之间，从而可同时对两个研磨台200进行清洗，节省清洗时间。具体的，在清洗过程中，通过两个连接组件120使两个清洗刷头110分别与两侧的研磨台200接触，从而可同时对两个研磨台200进行清洗。

继续参考图4所示，本实施例中，所述研磨台200为圆柱型结构并可绕其轴线方向旋转，其旋转速度例如为8rpm/min～15rpm/min。其中，所述清洗刷头110也可以是圆柱型结构并可绕其轴线方向旋转，进一步的，所述清洗刷头110的旋转方向与所述研磨台200的旋转方向相反，以避免对研磨台和清洗刷头造成损伤，延长使用寿命。本实施例中，所述清洗刷头110的旋转是在研磨台200的旋转过程中，通过研磨台200的侧壁带动清洗刷头110旋转。

图6为本实用新型一实施例中的机械研磨设备中研磨台侧壁的清洗过程的结构示意图，以下结合图5和图6对研磨台的清洗过程进行详细说明。

首先，所述机械研磨设备处于状态A，即，所述清洗装置中的清洗刷头110不与所述研磨台200接触；

接着，通过驱动装置130使连接组件120移动并带动清洗刷头110运动至研磨台的侧壁位置，使清洗刷头110与研磨台200的侧壁接触，即使所述机械研磨设备处理状态B，在此过程中，可同时驱动所述研磨台200转动；

接着，随着研磨台200的旋转，所述清洗装置开始对研磨台的侧壁进行清洗，在此过程中，可通过清洗刷头110的喷嘴喷洒清洗液以提高其清洗效果，以及可通过底座140上的喷嘴喷洒清洗液，及时清除清洗时掉落的碎屑；

当清洗完毕后，所述驱动装置130再次驱动所述连接组件120移动，使清洗刷头110离开研磨台，即，使所述机械研磨设备回到状态A。

综上所述，本实用新型提供的清洗装置中，通过将清洗刷头与研磨台的侧壁接触，实现对研磨台侧壁的自动化清洗，从而可有效提高清洗效率，节省时间。

进而，在具有所述清洗装置的机械研磨设备中，通过采用所述清洗装置对研磨台的侧壁进行清洗，可有效避免在研磨台的侧壁上堆积大量的研磨浆结晶物或研磨残留物等，从而可防止研磨晶片时晶片被刮伤的现象。并且，及时的清除研磨台侧壁上的研磨浆结晶物还可有避免研磨台被侵蚀的问题，有利于延长研磨台的使用寿命。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。