研磨台清洗装置及其清洗方法与流程

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种研磨台清洗装置及其清洗方法。

背景技术：

晶元(wafer)，是生产集成电路所用的载体，广泛应用于半导体技术领域，对于晶元来说，晶元表面的缺陷能级是最重要的参数。晶元最常见的缺陷是在晶元中间出现环状的微差干涉，即在晶元同一半径处会出现连成环状的浅坑，发明人发现这些环状的微差干涉主要是由于晶元在研磨工艺过程中的碱性研磨液腐蚀造成的。

参阅图1～4，晶元3在研磨的过程中，被放置在一圆形卡盘1上，卡盘1上具有若干环状通孔，用于抽真空以吸附晶元3，在卡盘上设置一抛光布2，所要研磨的晶元1放置在抛光布2上，抛光布2用于保护晶元，抛光布2被粘附在圆形卡盘1上，由于抛光布2是多孔材质，可以传递负压吸力，同时又由于抛光布材质较软，可以避免较硬的卡盘与晶元直接接触，造成背面损伤。在晶元研磨后，取下研磨好的晶元，利用清洗装置4对抛光布2进行清洗，但是抛光布2和卡盘1边缘之间的碱性的研磨液难以清洗。当晶元再次放置在抛光布2上时，抛光布2中的研磨液容易腐蚀晶元3，形成环状的浅坑31。

卡盘1可绕圆心旋转，在同心旋转过程中，碱性的研磨液会由于离心力的作用向外扩散，然而这些碱性的研磨液较容易被困在抛光布2和卡盘1之间，久而久之这个环形区域就成了ph值极高的区域，如图4所示。每当晶元3与该区域接触，碱性研磨液就会对晶元进行腐蚀，最终造成较浅的凹坑，并聚集成环状。

现有的解决方案包括：

1、增加对抛光布的冲洗时间，尽量使抛光布冲洗干净，但是这会严重影响生产效率，且耗水量大。

2、增加抛光布更换频率，这样势必导致抛光布的使用量增多。

为此，有必要提供一种研磨台的清洗装置来解决研磨液腐蚀晶元的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种研磨台清洗装置及其清洗方法，以解决研磨台腐蚀晶元的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种研磨台清洗装置，用于清洗研磨台上的碱性研磨液，所述研磨台用于研磨晶元，所述研磨台清洗装置包括：

第一清洗箱，用于储存去离子水；

第二清洗箱，用于储存酸性溶液；

输送管路，与所述第一清洗箱和所述第二清洗箱均连接，用于输送所述第一清洗箱中的去离子水和所述第二清洗箱中的酸性溶液，并喷洒在所述研磨台上，以清洗所述研磨台上的碱性研磨液。

可选的，所述酸性溶液包括盐酸溶液、氟化氢溶液或缓冲氢氟酸溶液中的一种或几种。

可选的，所述输送管路包括中央管路，所述中央管路的一端与所述第一清洗箱和所述第二清洗箱均连通，所述中央管路的另一端位于所述研磨台的中心位置。

可选的，所述输送管路还包括边缘管路，所述边缘管路的一端与所述中央管路连通，所述边缘管路的另一端位于所述研磨台的边缘位置。

可选的，所述输送管路上设置有第一开关控制阀，用于控制去离子水的输送，所述第一开关控制阀位于所述第一清洗箱的出水口。

可选的，所述输送管路上设置有第二开关控制阀，用于控制酸性溶液的输送，所述第二开关控制阀位于所述第二清洗箱的出水口。

可选的，所述研磨台清洗装置还包括：

第一水泵，用于将所述第一清洗箱中的去离子水泵入所述输送管路；

第二水泵，用于将所述第二清洗箱中的酸性溶液泵入所述输送管路；

所述第一水泵位于所述第一清洗箱中，所述第二水泵位于所述第二清洗箱中。

可选的，所述酸性溶液的ph值的范围为5～6.5。

为了解决上述问题，本发明还提供一种研磨台的清洗方法，所述研磨台用于研磨晶元，包括以下步骤：

s1，同时输送第一清洗箱内的去离子水和第二清洗箱内的酸性溶液，并利用输送管路喷洒到所述研磨台上进行清洗；

s2，清洗第一预设时间停止输送酸性溶液，仅用去离子水对研磨台清洗；

s3，清洗第二预设时间后同时停止输送去离子水和酸性溶液。

可选的，所述第一预设时间为3秒～5秒。

可选的，所述第二预设时间为3秒～5秒。

在本发明提供的研磨台清洗装置中，同时设置了第一清洗箱和第二清洗箱，分别输送去离子水和酸性溶液，从而在清洗研磨台时，可利用酸性溶液来中和碱性的研磨液，使研磨台得到彻底清洗，避免了研磨液对晶元的腐蚀。

在本发明提供的研磨台的清洗方法中，先用去离子水和酸性溶液同时清洗研磨台，彻底去除了研磨台上的酸性溶液，又单独用去离子水对研磨台进行清洗，保证研磨台上的晶元不受酸性腐蚀。

附图说明

图1是现有技术中晶元在研磨时与抛光布以及卡盘的位置关系示意图；

图2是现有技术中清洗装置清洗研磨台的示意图；

图3是现有技术中研磨液腐蚀晶元的示意图；

图4是研磨液容易聚集在卡盘上的位置示意图；

图5是本申请一实施例中研磨台清洗装置清洗研磨台的示意图；

图6是本申请另一实施例中研磨台清洗装置清洗研磨台的示意图；

图1～4中：1-卡盘；2-抛光布；3-晶元；31-环状浅坑；4-清洗装置；

图5～图6中：10-卡盘；20-抛光布；30-第一清洗箱；31-第一开关控制阀；40-第二清洗箱；41-第二开关控制阀；50-输送管路；51-中央管路；52-边缘管路。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的研磨台清洗装置及其清洗方法作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

实施例一

参阅图5，本实施例提供一种研磨台清洗装置，用于清洗研磨台上的碱性研磨液，所述研磨台用于研磨晶元，研磨台包括卡盘10和铺设在卡盘10上的抛光布20，所述研磨台清洗装置包括：第一清洗箱30，用于储存去离子水；第二清洗箱40，用于储存酸性溶液；以及输送管路50，输送管路50与第一清洗箱30和第二清洗箱40均连接，用于输送第一清洗箱30中的去离子水和第二清洗箱40中的酸性溶液，并喷洒在研磨台上，以清洗研磨台上的碱性研磨液。由于用于研磨晶元的研磨液呈现碱性，所以利用酸性溶液加去离子水对研磨台进行清洗，可以中和部分碱性研磨液，从而减小对晶元的腐蚀。

其中，所述酸性溶液为盐酸溶液(hcl)、氟化氢溶液(hf)或缓冲氢氟酸溶液(氢氟酸和氟化铵)，且酸性溶液为弱酸，ph值的范围为5～6.5，其具体ph值可根据碱性研磨液的ph值来做适应性调整。采用弱酸的原因：一方面是为了便于储存和输送，若采用强酸则容易腐蚀第二清洗箱40以及输送管路50，需要选择耐腐蚀性强的第二清洗箱40以及输送管路50，从而会增加成本，另一方面若控制不当，强酸反而会腐蚀研磨台，使研磨台的ph值偏小，从而造成对晶元进行酸性腐蚀。

优选的，酸性溶液可选用氟化氢溶液(hf)，利用氟化氢溶液(hf)将二氧化硅(sio2)材质的研磨液腐蚀去除。

进一步的，输送管路50包括中央管路51，中央管路51的一端与第一清洗箱30和第二清洗箱40均连通，中央管路51的另一端位于研磨台的中心位置，清洗溶液从研磨台的中心位置向四周喷洒，从而达到清洗研磨台的目的。

参阅图6，为了较佳的清洗晶元的边缘部分，输送管路50还包括两个边缘管路52，边缘管路52的一端与中央管路51连通，边缘管路52的另一端位于研磨台的边缘位置，喷口倾斜朝下，对晶元的边缘部分进行彻底清洗。

为了控制去离子水的输送的通断以及输送的流量大小，在输送管路50上设置有第一开关控制阀31，用于控制去离子水的输送，第一开关控31制阀位于第一清洗箱30的出水口。进一步，为了控制酸性溶液的输送的通断以及输送的流量大小，在输送管路50上还设置有第二开关控制阀41，用于控制酸性溶液的输送，第二开关控制阀41位于第二清洗箱40的出水口。

在本实施例提供的研磨台清洗装置中还包括：第一水泵(图中为示出)，用于将所述第一清洗箱30中的去离子水泵入所述输送管路50；第二水泵(图中为示出)，用于将所述第二清洗箱40中的酸性溶液泵入所述输送管路50；第一水泵位于第一清洗箱30中，第二水泵位于第二清洗箱40中。

当然，本领域技术人员还可以根据具体应用环境设计其他泵水方式，或省去第一水泵和第二水泵，利用重力势能来输送清洗液(去离子水和酸性溶液)。

实施例二

基于上述研磨台清洗装置，本实施例提供一种研磨台的清洗方法，用于清洗研磨台上的碱性研磨液，研磨台用于研磨晶元，所述研磨台包括卡盘10和铺设在卡盘10上的抛光布20，具体清洗方法包括以下步骤：

s1，同时输送第一清洗箱30内的去离子水和第二清洗箱40内的酸性溶液，并利用输送管路50喷洒到研磨台上进行清洗；

其中，利用第一开关控制阀31控制去离子水的流量，利用第二开关控制阀41控制酸性溶液的流量，酸性溶液和去离子水在输送管路50中混合后，形成具有一定ph值的弱酸溶液，其具体ph值可由两个开关控制阀通过控制去离子水或酸性溶液的流量来控制。

s2，清洗第一预设时间停止输送酸性溶液，仅用去离子水对研磨台清洗；

本步骤的目的是使清洗后的研磨台尽量保持中性，避免过多酸性溶液在研磨台上存留，又难以与研磨液进行中和，从而对晶元造成酸性腐蚀。

s3，清洗第二预设时间后同时停止输送去离子水和酸性溶液；

清洗完成，待下一晶元研磨完成后，重复执行s1～s3即可。

其中，所述第一预设时间为3秒～5秒；所述第二预设时间为3秒～5秒。

综上所述，在本发明提供的研磨台清洗装置中，同时设置了第一清洗箱和第二清洗箱，分别输送去离子水和酸性溶液，从而在清洗研磨台时，可利用酸性溶液来中和碱性的研磨液，使研磨台得到彻底清洗，避免了研磨液对晶元的腐蚀。

在本发明提供的研磨台的清洗方法中，先用去离子水和酸性溶液同时清洗研磨台，彻底去除了研磨台上的酸性溶液，又单独用去离子水对研磨台进行清洗，保证研磨台上的晶元不受酸性腐蚀。

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。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明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。