专利名称：一种清洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体工艺设备，尤其涉及一种化学机械抛光设备的抛光头的清 洗装置。
背景技术：
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术是机械研磨和化学反 应组合的技术，化学机械抛光技术借助超微粒的研磨作用以及浆料的化学腐蚀作用，在被 研磨的介质表面上形成光洁平坦的平面。化学机械抛光技术是集成电路(IC)向细微化、多 层化、薄型化、平坦化工艺发展的产物，已经成为半导体制造行业的主流技术，也是晶片向 200mm、300mm乃至更大的直径过度、提高生产效率、降低制造成本以及衬底全局化平坦化必 备的工艺技术。化学机械抛光技术已经成为半导体制造工艺的中枢技术。一个完整的化学机械抛光工艺主要由抛光、后清洗和计量测量等操作组成。其中 后清洗包括对晶片的清洗，也包括对化学机械抛光设备各部件的清洗。后清洗工艺的目的 是把化学机械抛光中的残留颗粒和污染减小到可接受的水平。现有技术中，所述化学机械 抛光设备包括抛光头、研磨平台和位于研磨平台之间的清洗件，所述抛光头的底面上设置 有用于固定晶圆的维持环(Retainingring)，所述维持环还上设置有多个通槽。在金属或者 介质化学机械抛光过程中，化学机械抛光设备的抛光头和抛光液以及晶圆直接接触，引起 抛光液溅污到抛光头上，在抛光头底面的通槽中会残留很多混合的抛光液及抛光液结晶， 同时在抛光头侧面也会残留有很多污染物。现有技术中，清洗抛光头采用去离子水冲洗以及利用研磨平台之间的清洗件进行 冲洗，无法把抛光头侧面和底面的通槽中的混合残留物彻底清洗，化学机械抛光中较小的 研磨颗粒增加了去除残留物的难度。这些残留物主要由抛光液(颗粒直径在0.1到1. 0微 米或者更大的范围内变化)、晶片表面的金属颗粒或者其他外来的材料颗粒组成。当这些 残留物暴露在空气中会结晶变大，通过两种途径污染下一批抛光的晶片，一方面残留物中 长大的颗粒直接污染或划伤晶片背面，另一方面是化学机械抛光工艺中这些残留物进入抛 光盘，刮伤或污染晶片表面。这些残留物是晶片在化学机械抛光工艺的主要缺陷来源。主 要形成两类缺陷一是残留抛光液、晶片表面金属或者外来材料的污染，二是晶片表面的刮 痕、通槽或者凹坑，这两类缺陷对器件成品率产生极大副作用。残留物不止对单独的一个晶片带来问题。在化学机械抛光过程中，抛光头上的残 留物可能污染晶片背面和表面，如果残留物得不到及时清理，随着抛光次数增加，残留物也 在抛光头上通槽中积累和传播，从而造成晶片的交叉污染。而且在化学机械抛光工艺中，晶 片采用机械手从工艺腔中取出，残留的抛光液颗粒、金属颗粒或者其他颗粒由抛光头传到 晶片背面，这些微粒也可能通过机械手传播，污染其他晶片。而且如果这些晶片也已经被污 染，这些残留物会在机械手臂上聚集，导致污染累积。因此需要有效地清洗抛光头。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够有效清洗化学机械抛光设备的抛 光头的装置。为解决上述问题，本实用新型提供一种清洗装置，用于清洗化学机械抛光设备的 抛光头，所述清洗装置设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 设置在所述第一刷柄一端的第一刷毛，所述第一刷毛与转到清洗位置的所述抛光头的侧面 相接触，所述第二清洗刷包括第二刷柄和设置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二 刷毛与转到清洗位置的所述抛光头底面的保持环相接触。所述第一刷柄和第二刷柄均为圆柱体，能够自身旋传。进一步的，所述第一清洗刷的转速为30 120转/分钟进一步的，所述第二清洗刷的转速为30 90转/分钟。进一步的，所述第一清洗刷的长度为6 10cm。较佳的，所述第一刷毛的长度为l-km，密度为60% 80%，每一根所述第一刷毛 的直径为0. 5 2. 5_。较佳的，所述第二清洗刷的长度为48_55mm。较佳的，所述第二刷毛的长度为3. 2 4mm，密度为60%-80%,每一根所述第二刷 毛的直径为0. 1-0. 5mm。进一步的，所述清洗装置还包括至少两个去离子水喷头，所述去离子水喷头位于 所述抛光头旁。较佳的，所述去离子水喷头的喷嘴的直径为0. 5_3mm。较佳的，所述去离子水喷头喷出去离子水的流速为0. 1 0. 2L/min。较佳的，刷子和托杆及可移动环都为聚氯乙烯材料。进一步的，刷毛为聚酰胺尼龙-6号或聚酰胺尼龙-10号材料。进一步的，所述第一刷柄的另一端通过第一托杆连接在所述化学机械抛光设备的 机台载盘上，所述第二刷柄的另一端通过第二托杆连接在所述化学机械抛光设备的机台载
In ο综上所述，本实用新型中的清洗设备能够有效冲洗化学机械抛光设备的抛光头， 尤其是有效冲洗所述抛光头的侧面和底面通槽中的残留物，进而避免残留物结晶长大，对 后续进行化学抛光的晶圆造成划痕和污染。
图1为本实用新型化学机械抛光设备中抛光头的清洗装置一实施例的结构示意 图。图2为本实用新型化学机械抛光设备中抛光头的清洗装置一实施例的仰视图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内 容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知 的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。[0026]其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了 便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型的核心思想是提供一种清洗装置，在清洗过程中，所述清洗装置能够 有效清洗所述化学机械抛光设备的抛光头，尤其针对难以清洗的抛光头侧面的残留物和抛 光头底面的通槽中的残留物，所述清洗装置设置有紧贴抛光头侧面的第一清洗刷和紧贴抛 光头底面的第二清洗刷，所述第一、第二清洗刷旋转刷洗所述抛光头，从而有效清洗所述抛 光头。图1为本实用新型化学机械抛光设备中抛光头的清洗装置一实施例的结构示意 图。图2为本实用新型化学机械抛光设备中抛光头的清洗装置一实施例的仰视图。如图1、 图2并结合本实用新型的核心思想，本实用新型提供一种清洗装置，所述清洗装置用于清 洗化学机械抛光设备的抛光头，所述清洗装置设有第一清洗刷201和第二清洗刷203，所述 第一清洗刷201包括有第一刷柄201b和设置在所述第一刷柄201b —端的第一刷毛201a， 所述第一刷毛201a与转到清洗位置的所述抛光头101的侧面相接触，所述第二清洗刷203 包括第二刷柄20 和设置在所述第二刷柄20 —端的第二刷毛203a，所述第二刷毛203a 紧贴在转到清洗位置的所述抛光头101底面的保持环IOla表面。进一步的，所述第一刷柄201b的另一端通过第一托杆207连接在所述化学机械抛 光设备的机台载盘100上。所述第一刷柄201b与所述第一托杆207之间能够拆卸安装，当 所述第一清洗刷201使用一段时间后，第一刷毛201a有磨损，可以将所述第一清洗刷201 从第一托杆207上拆卸下来进行更换。进一步的，所述第二刷柄20 的另一端通过第二托杆209连接在所述化学机械曝 光设备的机台载盘100上，所述第二刷柄20 与所述第二托杆207之间能够拆卸安装，当 所述第二清洗刷203使用一段时间后，第二刷毛203a有磨损，可以将所述第二清洗刷203 从第二托杆209上拆卸下来进行更换。进一步的，所述清洗装置还包括至少两个去离子水喷头205，所述去离子水喷头 205位于所述抛光头101旁。在刷洗的同时去离子水喷头205喷出去离子水形成水压，将刷 洗下来的残留物冲走，达到彻底清洗的目的。其中较佳的，所述去离子水喷头205的喷嘴的 直径为0. 5-3mm，所述去离子水喷头205喷出去离子水的流速为0. 1 0. 2L/min。较佳的，所述第一清洗刷201的转速为30 120转/分钟，较佳的，所述第二清洗 刷203的转速为30 90转/分钟。采用上述转速既可以较为彻底地清洗所述抛光头，同 时不会因为转速过快刮伤抛光头101。进一步的，所述第一清洗刷201的长度为6 10cm。较佳的，所述第一刷毛201a 的长度为l-4cm，密度为60% 80%，每一根所述第一刷毛的直径为0. 5 2. 5mm。较佳的，所述第二清洗刷203的长度为48_55mm。较佳的，所述第二刷毛203a的 长度为3. 2 4mm，密度为60% -80 %，每一根所述第二刷毛的直径为0. 1-0. 5mm。所述第 二清洗刷203的长度和保持环上的沟槽长度相当，如果过短不能有效的清洗完整沟槽，如 果过长，有可能刷到环内橡胶膜；毛的高度和沟槽的深度和宽度相当，能达到有效的清洗效
^ ο较佳的，所述第一刷柄201b和第二刷柄20 的材质都为聚氯乙烯材料。所述聚 氯乙烯材料在化学环境中使用，能够有效防腐蚀，且无污染。[0036]进一步的，第一刷毛201a和第二刷毛203a的材质聚酰胺尼龙_6号或聚酰胺尼 龙-10号材料。聚酰胺尼龙-6号或聚酰胺尼龙-10号材料在化学环境中使用，能够有效防 腐蚀，且无污染。本实用新型中所述清洗装置的使用过程将所述化学机械抛光设备的抛光头101 转到清洗位置，第一清洗刷201转到所述抛光头201的第一刷毛201a与转到清洗位置的所 述抛光头101的侧面相接触第二清洗刷203与抛光头101之间进行机械摩擦，借助机械摩 擦将残留物从抛光头101上移除，同时所述去离子水喷头205喷去离子水，借助离子水的压 力将残留物冲走，在清洗过程中，所述抛光头的转速为1-35转/分钟，将化学机械抛光设备 的抛光头101移回至工作位置，用去离子水清洗所述第一清洗刷201和第二清洗刷203，冲 洗后自然晾干，完成清洗工作。综上所述，本实用新型中的清洗设备能够有效冲洗化学机械抛光设备的抛光头 101，尤其是有效冲洗所述抛光头101的侧面和底面通槽IOlb中的残留物，进而避免残留物 结晶长大，对后续进行化学抛光的晶圆造成划痕和污染。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更 动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种清洗装置，用于清洗化学机械抛光设备的抛光头，其特征在于，所述清洗装置设 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设置在所述第一刷柄一端 的第一刷毛，所述第一刷毛与转到清洗位置的所述抛光头的侧面相接触，所述第二清洗刷 包括第二刷柄和设置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二刷毛与转到清洗位置的所 述抛光头底面的保持环相接触。
2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一刷柄和第二刷柄均为圆柱体。
3.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗刷的转速为30 120转 /分钟
4.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第二清洗刷的转速为30 90转/ 分钟。
5.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗刷的长度为6 10cm。
6.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一刷毛的长度为l-4cm，密度为 60% 80%，每一根所述第一刷毛的直径为0. 5 2. 5mm。
7.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第二清洗刷的长度为48-55mm。
8.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第二刷毛的长度为3.2 4mm，密 度为60% -80%，每一根所述第二刷毛的直径为0. 1-0. 5mm。
9.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述清洗装置还包括至少两个去离子 水喷头，所述去离子水喷头位于所述抛光头旁。
10.如权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述去离子水喷头的喷嘴的直径为 0. 5_3mm0
11.如权利要求9所述的清洗装置，其特征在于，所述去离子水喷头喷出去离子水的流 速为 0. 1 0. 2L/min。
12.如权利要求1至8中任意一项所述的清洗装置，其特征在于，所述第一刷柄和所述 第二刷柄的材质都为聚氯乙烯材料。
13.如权利要求1至8中任意一项所述的清洗装置，其特征在于，第一刷毛和第二刷毛 的材质为聚酰胺尼龙-6号或聚酰胺尼龙-10号。
14.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述第一刷柄的另一端通过第一托杆 连接在所述化学机械抛光设备的机台载盘上，所述第二刷柄的另一端通过第二托杆连接在 所述化学机械曝光设备的机台载盘上。
专利摘要本实用新型提供一种清洗装置，用于清洗化学机械抛光设备的抛光头，所述清洗装置设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设置在所述第一刷柄一端的第一刷毛，所述第一刷毛与转到清洗位置的所述抛光头的侧面相接触，所述第二清洗刷包括第二刷柄和设置在所述第二刷柄一端的第二刷毛，所述第二刷毛与转到清洗位置的所述抛光头底面的保持环相接触。本实用新型中的清洗设备能够有效冲洗化学机械抛光设备的抛光头，尤其是有效冲洗所述抛光头的侧面和底面通槽中的残留物，进而避免残留物结晶长大，对后续进行化学抛光的晶圆造成划痕和污染。
文档编号B08B1/02GK201894999SQ20102056511
公开日2011年7月13日 申请日期2010年10月16日 优先权日2010年10月16日
发明者许金海 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司