一种CMP后清洗装置及其清洗方法与流程

本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种cmp后清洗装置及其清洗方法。

背景技术：

晶圆的清洗时半导体器件生产过程中非常重要的步骤，清洗地是否干净直接影响了器件的性能和良率，所以在半导体器件的制备流程中，需要对晶圆进行多次清洗。

在现有的半导体制造工艺中，一般采用化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing，简称cmp)方法进行平坦化工艺，然而，在cmp的过程中会产生很多残留物(residue)，从而形成缺陷(defect)，所以cmp之后需要对晶圆(wafer)进行清洗，以减少缺陷。

现有的清洗方法一般是直接利用机械手后将cmp后的晶圆放置在载台上，然后利用臭氧水对晶圆直接冲洗，但在实际的操作过程中，发现这样的清洗方法具有如下缺陷：

①只能按序一片片的对cmp后的晶圆进行清洗，然后再一片片的将晶圆取走，而cmp产出的晶圆速率较慢，这就导致cmp后清洗装置长时间处于空闲状态，浪费了资源的同时晶圆的产能也低。

②只利用臭氧水对cmp后的晶圆进行冲洗，无法保证晶圆的清洁度，不能满足晶圆的高精度清洗要求。

技术实现要素：

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能保证cmp后晶圆的清洗效果，同时提升了晶圆产能的cmp后清洗装置及其清洗方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种cmp后清洗装置，包括：

超声波装置，在所述超声波装置内的清洗槽中浸满清洗液；

前开式晶圆盒，可上下升降的设置在清洗液的上方；

设置在所述前开式晶圆盒一侧的喷头，用于对所述前开式晶圆盒内的晶圆进行清洗液的喷洗。

一种利用如cmp后清洗装置进行cmp后的清洗方法，包括如下步骤：

step1、提供一cmp后的晶圆；

step2、将晶圆放入晶圆盒中；

step3、晶圆盒下降，让晶圆浸泡在超声波装置中的清洗液中；

step4、对晶圆进行超声波清洗；

step5、多次重复上述四个步骤，直到晶圆盒中放满晶圆；

step6、将放满晶圆的晶圆盒直接取出备用。

进一步的，在step1之前还包括一预处理步骤。

进一步的，所述预处理步骤为对晶圆进行翻面操作。

进一步的，在step3之间还包括一喷洗步骤；

所述喷洗步骤为：当晶圆放入所述晶圆盒后，利用喷头对晶圆进行清洗液的喷洗。

进一步的，所述清洗液为臭氧水。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.其可以通过设置一台cmp后清洗装置来满足多台cmp装置的需求，任意一台cmp装置中的晶圆清洗后，机械手将晶圆放置到晶圆盒中，利用超声波装置和臭氧水配合对晶圆进行清洗，当晶圆盒中的晶圆放满并清洗完毕后，直接将晶圆盒取出备用，提升了晶圆清洗速率的同时提升了晶圆的产能。

2.可以根据实际的需求对晶圆的正反面进行清洗，同时利用喷头对晶圆盒内的晶圆进行臭氧水的喷洗，保证晶圆处于潮湿状态，便于后续晶圆的清洗效果，满足了晶圆高要求。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

附图1为本发明一实施例中利用cmp后清洗装置进行cmp后的清洗方法的流程图；

附图2为本发明一实施例中cmp后清洗装置的结构示意图；

附图3为本发明另一实施例中cmp后清洗装置的结构示意图；

其中：超声波装置1、前开式晶圆盒2、清洗液3、喷头4、晶圆5。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参阅附图3，本发明所述的一种cmp后清洗装置，包括：超声波装置1，在超声波装置1的内部设有清洗槽，在清洗槽中浸满有清洗液3，在本实施例中清洗液3指的是臭氧水；同时在清洗液3的上方安装有可上下升降的前开式晶圆盒2，当每放置一片晶圆后，前开式晶圆盒2往下移动使得放入的晶圆能够被浸没在清洗液3中。

另外，在前开式晶圆盒2的一侧安装有一喷头4，每当一片晶圆5放置在前开式晶圆盒2内时，喷头4自动打开对晶圆5进行清洗液的喷洗，从而保证晶圆5能够保持潮湿状态，提升后续晶圆的清洗效率。

请参阅附图1，其为本发明一实施例的利用cmp后清洗装置进行cmp后的清洗方法的流程图，包括如下步骤：step1、提供一cmp后的晶圆；step2、将晶圆放入晶圆盒中；step3、晶圆盒下降，让晶圆浸泡在超声波装置中的清洗液中；step4、对晶圆进行超声波清洗；step5、多次重复上述四个步骤，直到晶圆盒中放满晶圆；step6、将放满晶圆的晶圆盒直接取出备用。

其中，在实际对晶圆的cmp后的清洗方法中，由于cmp装置产出晶圆的速度比cmp后清洗装置进行清洗的速度慢，所以可以根据实际的清洗速率对cmp装置的数量进行调整；一般来说，一台cmp后清洗装置可以匹配四台cmp装置，此时cmp后清洗装置的使用效率最高，一台cmp后清洗装置和四台cmp装置构成了一个运行良好的晶圆清洗循环。

本发明是通过所述的一种cmp后清洗装置来进行cmp后的清洗方法，下面结合多个实施例来对本发明的利用cmp后清洗装置进行cmp后的清洗方法进行说明。

【第一实施例】

在本实施例中，请参阅附图2所示的cmp后清洗装置，其对应的cmp装置的数量为四台，并且一个晶圆盒中可以放置25片晶圆，放置晶圆的数量可以根据晶圆盒的大小规格作出调整，本实施例中cmp后的清洗方法包括如下步骤：

step1、提供一cmp后的晶圆,此处的晶圆由机械手将前序cmp装置后的晶圆移栽过来。

step2、机械手将cmp后的晶圆放入晶圆盒后自动退出。

step3、晶圆盒自动往下降，使晶圆盒内的晶圆完全浸没在超声波装置的臭氧水中。

step4、利用超声波装置配合臭氧水对晶圆进行超声波清洗。

step5、多次重复上述四个步骤，直到晶圆盒中放满25片晶圆。

step6、将step5中载有25片晶圆的晶圆盒直接取出备用，接着依次重复循环上述操作即可。

本实施例中的一台cmp后清洗装置配合四台cmp装置进行循环运行，避免了cmp后清洗装置长时间处于空闲状态，提升了晶圆的产能。

【第二实施例】

本实施例和第一实施例的区别在于：当晶圆存放在晶圆盒内后，晶圆盒外部的喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，保证晶圆处于潮湿状态，便于后续晶圆的清洗，本实施例中的cmp后清洗装置请参阅附图3所示，对应的cmp装置两台，一个晶圆盒可以放置25片晶圆，本实施例中cmp后的清洗方法包括如下步骤：

step1、提供一cmp后的晶圆,此处的晶圆由机械手将前序cmp装置后的晶圆移栽过来。

step2、机械手将cmp后的晶圆放入任意一个晶圆盒后自动退出。

step3、晶圆放置在晶圆盒后，位于晶圆盒一侧的喷头对准晶圆喷洗臭氧水进行喷洗，保证晶圆处于潮湿的状态。

step3、晶圆盒自动往下移动，使晶圆盒内的晶圆完全浸没在超声波装置的臭氧水中。

step4、利用超声波装置配合臭氧水对晶圆进行超声波清洗。

step5、多次重复上述四个步骤，直到任意一个晶圆盒中放满25片晶圆。

step6、将载有25片晶圆的晶圆盒直接取出备用，然后依次重复上述操作即可。

本实施例中的一台cmp后清洗装置配合两台cmp装置进行循环运行，避免了cmp后清洗装置处于空闲状态，提升了晶圆的产能，同时增加了喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，进一步提升了晶圆的清洗效果。

【第三实施例】

本实施例和第一实施例的区别在于：有时要对晶圆的反面进行清洗，这就需先将晶圆翻面后再进行相关的清洗操作，在本实施例中对应cmp装置的数量为四台，一个晶圆盒可以放置25片晶圆，本实施例cmp后的清洗方法包括如下步骤：

step1、首先利用机械手对晶圆进行翻面操作，使晶圆反面朝上。

step2、提供一cmp后的晶圆，机械手将step1中的晶圆移栽过来。

step3、机械手将cmp后的晶圆放入任意一个晶圆盒后自动退出。

step4、晶圆放置在晶圆盒后，位于晶圆盒外的喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，确保晶圆处于潮湿的状态。

step4、晶圆盒自动往下移动，使晶圆盒内的晶圆完全浸没在超声波装置的臭氧水中。

step5、利用超声波装置配合臭氧水对晶圆进行超声波清洗。

step6、多次重复上述四个步骤，直到任意一个晶圆盒中放满25片晶圆。

step7、将载有25片晶圆的晶圆盒直接取出备用，然后重复上述步骤即可。

本实施例中清洗的是晶圆反面，并且是由一台cmp后清洗装置配合四台cmp装置进行循环运行，提升了晶圆的产能。

【第四实施例】

本实施例与实施例一之间的区别为：需要对晶圆的反面进行清洗，同时利用喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，保证晶圆处于潮湿的状态，提升后续的清洗效率，在本实施例中对应的cmp装置的数量为四台，一个晶圆盒可以放置25片晶圆，cmp后的清洗方法包括如下步骤：

step1、首先利用机械手对晶圆进行翻面操作，使晶圆反面朝上。

step2、提供一cmp后的晶圆，机械手将step1中的晶圆移栽过来。

step3、机械手将cmp后的晶圆放入任意一个晶圆盒后自动退出。

step4、晶圆放置在晶圆盒后，位于晶圆盒外的喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，确保晶圆处于潮湿的状态。

step5、晶圆盒自动往下移动，使晶圆盒内的晶圆完全浸泡在超声波装置的臭氧水中。

step6、利用超声波装置配合臭氧水对晶圆进行超声波清洗。

step7、多次重复上述四个步骤，直到任意一个晶圆盒中放满25片晶圆。

step8、将载有25片晶圆的晶圆盒直接取出备用，然后重复上述步骤。

本实施例中清洗的是晶圆反面，并且是由一台cmp后清洗装置配合四台cmp装置进行循环运行，避免了cmp后清洗装置处于空闲状态，提升了晶圆的产能，同时增加了喷头对晶圆进行臭氧水的喷洗，进一步提升了晶圆的清洗效果。

综上所述，本发明提供了一种利用如cmp后清洗装置进行cmp后的清洗方法，其具有如下优点：

首先，其可以通过设置一台cmp后清洗装置来满足多台cmp装置的需求，任意一台cmp装置中的晶圆清洗后，机械手将晶圆放置到晶圆盒中，利用超声波装置和臭氧水配合对晶圆进行清洗，当晶圆盒中的晶圆放满并清洗完毕后，直接将晶圆盒取出备用，提升了晶圆清洗速率的同时提升了晶圆的产能。

其次，可以根据实际的需求对晶圆的正反面进行清洗，同时利用喷头对晶圆盒内的晶圆进行臭氧水的喷洗，保证晶圆处于潮湿状态，便于后续晶圆的清洗效果，具有较好的实用性。

以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。