一种研磨设备和研磨设备的清洁方法与流程

本发明涉及半导体加工设备技术领域，尤其涉及一种研磨设备和研磨设备的清洁方法。

背景技术：

半导体制备过程中，需要对晶圆，一般为硅晶圆，进行双面研磨。在研磨过程中，需要不断提供研磨液，研磨液在一定的压力下喷射到晶圆表面。为降低成本，研磨液一般会回收并重新利用。而回收利用后的研磨液中可能会存在一些难以完全去除的异物，这些异物容易沉积在研磨液供应管线中并堵塞研磨液供应管线，同时，这些异物脱落时，可能刮伤晶圆表面，导致良品率降低，影响晶圆质量。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种研磨设备和研磨设备的清洁方法，以解决研磨液中由于存在异物而影响晶圆质量的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种研磨设备，包括：

研磨液供应组件，用于提供研磨液；

研磨组件，包括上定盘和下定盘，所述上定盘上开设有研磨液孔，所述研磨液孔与所述研磨液供应组件通过研磨液供应管线相连通；

清洁组件，与所述研磨液供应管线相连通，所述清洁组件用于清洗所述研磨液供应管线。

可选的，还包括驱动组件，所述驱动组件与所述上定盘相连，所述上定盘至少具有第一工作位置，所述上定盘能够在所述驱动组件的驱动下移动至所述第一工作位置，其中，在位于所述第一工作位置时，所述上定盘与所述下定盘相对设置。

可选的，所述上定盘还具有第二工作位置，所述上定盘能够在所述驱动组件的驱动下移动至所述第二工作位置，所述研磨设备还包括研磨液托盘，在位于所述第二工作位置时，所述上定盘在所述研磨液托盘上的正投影与所述研磨液托盘的至少部分相重合。

可选的，所述研磨液供应组件包括研磨液罐和液泵，所述研磨液罐通过所述液泵与所述研磨液供应管线相连通。

可选的，所述清洁组件包括化学冲洗组件和漂洗冲洗组件；所述化学冲洗组件由所述液泵远离所述研磨液供应管线的一侧与所述液泵相连通，所述化学冲洗组件用于向所述研磨液供应管线通入化学冲洗液；所述漂洗冲洗组件与所述研磨液罐相连通，所述漂洗冲洗组件用于向所述研磨液供应管线通入漂洗液。

可选的，还包括研磨液回收组件，所述研磨液回收组件用于回收研磨液，所述研磨液回收组件对应所述下定盘设置，且所述研磨液回收组件的输出端与所述研磨液供应组件的输入端相连通。

第二方面，本发明实施例还提供了一种研磨设备的清洁方法，包括以下步骤：

在所述研磨设备处于非研磨状态下，通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线。

可选的，在研磨设备为上述上定盘还具有第二工作位置的研磨设备的情况下，所述通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线之前，还包括：

通过所述驱动组件驱动所述上定盘移动至所述第二工作位置。

可选的，所述通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线之后，还包括：

通过所述驱动组件驱动所述上定盘移动至所述第一工作位置。

可选的，在清洁组件包括化学冲洗组件和漂洗冲洗组件情况下，所述通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线，包括：

控制所述化学冲洗组件冲洗所述研磨液供应管线和所述液泵；

控制所述漂洗冲洗组件冲洗所述研磨液罐、所述研磨液供应管线和所述液泵。

本发明实施例的研磨设备通过设置清洁组件，能够利用清洁组件对研磨液的供应管线进行清洗，有助于降低研磨液供应管线被异物堵塞的可能性，从而降低了研磨液供应管线中的异物脱落而刮伤晶圆的可能性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。

图1是本发明实施例提供的研磨设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的研磨设备的又一结构示意图；

图3是本发明实施例提供的研磨设备的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种研磨设备。

如图1所示，在一个实施例中，该研磨设备包括研磨液供应组件、研磨组件和清洁组件。

研磨液供应组件可以包括研磨液罐101或研磨液箱等装置，该研磨液供应组件用于容纳和提供研磨液。在一个可选的具体实施方式中，研磨液供应组件包括研磨液罐101和液泵102，研磨液罐101通过液泵102与研磨液供应管线103相连通，研磨液罐101用于容纳研磨液，研磨液罐101中设置有加热器或冷却器，以调节研磨液的温度，液泵102则用于驱动研磨液流动。

研磨组件包括上定盘104和下定盘105，上定盘104上开设有研磨液孔，研磨液孔与研磨液供应组件通过研磨液供应管线103相连通。

上定盘104和下定盘105上各固定有研磨垫106，上定盘104和下定盘105之间设置有载体107，待研磨的晶圆200固定在载体107上。上定盘104和下定盘105能够相对转动，本实施例中，具体为设置了与下定盘105啮合的内齿轮108和外齿轮109，使用时，上定盘104固定不动，而内齿轮108和外齿轮109能够带动下定盘105绕自身的轴线旋转，实现了上定盘104和下定盘105相对转动。

本实施例能够实现对晶圆200进行双面研磨，研磨过程中，研磨液经由研磨液供应组件经由研磨液供应管线103流至上定盘104处，并由上定盘104上开设的研磨液孔流至上定盘104和下定盘105之间的晶圆200和研磨垫106上，以对研磨进程起到润滑等用途。

清洁组件与研磨液供应管线103相连通，清洁组件用于清洗研磨液供应管线103。该清洗过程在研磨进程中断的时候进行，在停机状态时，利用清洁组件对研磨液供应管线103进行冲洗。

该清洁组件至少需要包括容纳清洁液的容器，该清洁组件还可以包括清洁液液泵，并利用清洁液液泵102带动清洁液流入研磨液供应管线103，显然，也可以不设置清洁液液泵，而是利用供应研磨液所使用的液泵102来驱动清洁液流动。

应当理解的是，研磨过程中所使用的研磨液的粘稠度通常较大，而一般的清洗液，例如氢氧化钾的水溶液、双氧水等，粘稠度均远小于研磨液，所以其流动速度也相对较快，能够实现对于研磨液供应管路的高速冲洗。

如果有异物附着在了研磨液供应管路上，在流体速度较快的情况下，这些异物没有脱落，那么在流体流速较低的情况下，这些异物更加难以脱落，所以通过清洁组件对研磨液供应管线103进行清洗之后，能够使得易于脱落的异物脱落，即使部分异物残留在研磨液供应管线103中，这些残留的异物在研磨液的带动下脱落的可能性也较小。

本发明实施例的研磨设备通过设置清洁组件，能够利用清洁组件对研磨液的供应管线进行清洗，有助于降低研磨液供应管线103被异物堵塞的可能性，从而降低了研磨液供应管线103中的异物脱落而刮伤晶圆200的可能性。

可选的，还包括驱动组件120，驱动组件120与上定盘104相连，如图2和图3所示，其中，图2中实线和虚线所示的上定盘104分别代表上定盘104位于不同的位置。

上定盘104至少具有第一工作位置121，上定盘104能够在驱动组件120的驱动下移动至第一工作位置121，其中，在位于第一工作位置121时，上定盘104与下定盘105相对设置。

本实施例中的驱动组件120用于带动上定盘104相对于下定盘105移动。具体的，该驱动组件120能够带动上定盘104移动至至少第一工作位置121和第二工作位置122。在位于第一工作位置121时，上定盘104与下定盘105相对设置，此时能够实现该研磨设备的正常研磨功能。

进一步的，上定盘104还具有第二工作位置122，上定盘104能够在驱动组件120的驱动下移动至第二工作位置122，研磨设备还包括研磨液托盘114，在位于第二工作位置122时，上定盘104在研磨液托盘114上的正投影与研磨液托盘114的至少部分相重合。

也就是说，驱动组件120带动上定盘104移动至上述第一工作位置121或第二工作位置122时，上定盘104始终位于研磨液托盘114的正上方。

该第二工作位置122为对研磨液供应管线103进行清洗时，上定盘104所在的位置。将上定盘104移动至不与下定盘105相对的位置，这样，清洗液由上定盘104上的研磨液孔流出之后，不会滴落到下定盘105上，能够避免冲落的异物落至下定盘105处，降低刮花晶圆200的可能性。

在研磨设备处于研磨工况下，该研磨液托盘114用于回收研磨液，在研磨设备处于清洗工况下，该研磨液托盘114则用于回收清洗液。

由于上定盘104在研磨液托盘114上的正投影与研磨液托盘114的至少部分相重合，可以理解为，在位于第二工作位置122时，上定盘104位于研磨液托盘114的正上方，这样，清洗液会滴落在研磨液托盘114上，从而实现对清洗液的回收。

回收之后的清洗液可以经过分离之后排放，能够避免清洗液到处流动而影响环境，如果有必要的话，也可以将清洗液回收并再次利用。

可选的，为了进一步提高对于研磨液供应管线103的清洗效果，实施例中的清洁组件包括化学冲洗组件110和漂洗冲洗组件111。

化学冲洗组件110由液泵102远离研磨液供应管线103的一侧与液泵102相连通，并用于向研磨液供应管线103通入化学冲洗液，所选用的化学冲洗液可以是氢氧化钾的水溶液、双氧水等。

漂洗冲洗组件111与研磨液罐101相连通，漂洗冲洗组件111用于向研磨液供应管线103通入漂洗液，所选用的漂洗液可以与化学冲洗液相同，此外，也可以选择去离子水(diw)或纯水等。

通过设置化学冲洗组件110和漂洗冲洗组件111，能进一步提高对于研磨液供应管线103的清洗效果。

可选的，还包括研磨液回收组件112，研磨液回收组件112用于回收研磨液，研磨液回收组件112对应下定盘105设置，且研磨液回收组件112的输出端与研磨液供应组件的输入端相连通。

使用过的研磨液经过回收、分离和过滤之后通过研磨液回收组件112的输出端输送至分离器115。经过分离器115的处理后，可回收使用的研磨液回收至研磨液供应组件处，能够实现对研磨液的再次利用，有助于降低成本，避免浪费。分离出来的杂质或废液等则进行处理并排放。

进一步的，本实施例中还设置了多个过滤器，过滤器可以包括位于研磨液供应管线103上的供应过滤器113a，还可以包括位于研磨液回收组件112的输出端和研磨液供应组件之间的回收过滤器113b。这些过滤器113能够对研磨液中可能存在的异物进行过滤，提高研磨液质量，降低刮伤晶圆200的可能性。

本发明实施例还提供了一种清洁方法。

该清洁方法应用于以上任一项所述的研磨设备，该清洁方法包括以下步骤：

在所述研磨设备处于非研磨状态下，通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线。

可以理解为，本实施例中的研磨设备包括两种工况，即研磨工况和清洁工况。

在研磨工况下，利用固定于上定盘和下定盘上的研磨垫对晶圆进行研磨，这一过程具体可参考现有的研磨设备，此处不作进一步限定和描述。

在清洁工况下，则利用清洁组件对研磨液供应管线进行冲洗，从而使其中附着的异物脱落，降低刮花晶圆的可能性。

该清洁过程的频率可以根据实际情况确定，例如可以每天进行一次冲洗或每次换班进行一次冲洗等。显然，该清洗过程的频率越高，则对于研磨液供应管线的清洁效果就越好。

在一个较佳的具体实施方式中，每完成指定次数的研磨，例如一次或两次研磨，则进行一次冲洗。具体的，在完成对晶圆的研磨后，需要取下已研磨的晶圆并更换待研磨晶圆，在这一时间间隔内，启动清洁组件对研磨液供应管路进行冲洗，能够有效利用时间。既能避免影响晶圆研磨效率，也能够保证研磨液供应管路的清洁效果。

可选的，在研磨设备为上述上定盘还具有第二工作位置的研磨设备的情况下，所述通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线之前，还包括：

通过所述驱动组件驱动所述上定盘移动至所述第二工作位置。

通过将上定盘移动至第二工作位置，在冲洗过程中，清洁液不会滴落在下定盘上，能够降低冲洗过程中脱落的异物残留在下定盘上的可能性。进一步的，在通过所述清洁组件冲洗研磨液供应管线之后，通过驱动组件驱动上定盘移动至第一工作位置，以继续进行研磨过程。

可选的，在清洁组件包括化学冲洗组件和漂洗冲洗组件情况下，所述通过所述清洁组件冲洗所述研磨液供应管线，包括：

控制所述化学冲洗组件冲洗所述研磨液供应管线和所述液泵；

控制所述漂洗冲洗组件冲洗所述研磨液罐、所述研磨液供应管线和所述液泵。

本实施例中首先通过化学冲洗组件对研磨液供应管线和液泵进行冲洗，在利用漂洗冲洗组件得对研磨液罐、研磨液供应管线和液泵进行冲洗，有助于避免化学冲洗过程中使用的化学冲洗液残留在研磨液供应管线中。

由于化学冲洗组件进行的冲洗过程主要为了去除附着的异物，所以这一冲洗过程应当持续相对较长的时间，在一个具体实施方式中，该过程控制冲洗流量为5至10升每分钟，且持续1至2分钟。接下来，通过漂洗冲洗组件进行15至30秒左右的漂洗冲洗即可。这样，通过化学冲洗组件和漂洗冲洗组件相配合，能够实现对于研磨液供应管线的有效清洁，还能够降低化学冲洗过程中使用的化学清洗液残留在研磨液供应管线中的可能性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。