一种晶圆研磨头清洗装置及清洗方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种晶圆研磨头清洗装置及清洗方法，通过在传统采用清洗液体对研磨头进行清洗的同时，增加对研磨头进行超声波清洗，以及在清洗后增加对研磨头底部进行高压气体吹扫，依靠超声波的超强清洗能力和气体的高压净化能力，能够更彻底地清洁研磨头，从而在研磨过程中不会产生因研磨头带来异物所导致的晶圆刮伤现象，因此能够提高产品良率和企业利润。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种晶圆化学机械研磨装置，更具体地，涉及一种晶圆化学机械研磨装置的晶圆研磨头清洗装置及清洗方法。
技术介绍
随着晶圆加工工艺集成度越来越高，晶圆制作成本也越来越高。在晶圆的集成电路制造过程中，化学机械研磨起着越来越重要的作用。但是，在晶圆研磨的过程中最容易出现、同时也是最难解决的问题，就是晶圆会有刮伤问题产生。其中，刮伤包括对晶圆伤害比较大、和破坏得较深的大刮伤(macro scratch)，以及伤害比较浅的小刮伤(micro scratch)。当大、小刮伤达到一定的比率时，就会造成晶圆良率的降低，从而造成晶圆的报废，由此提高了生产成本。晶圆在化学机械研磨装置中进行研磨过程中，是被研磨头(head)压着在研磨垫上进行研磨的。所以，研磨头会接触到研磨化学液体(slurry)和研磨时掉落的异物，需要放入化学机械研磨装置的晶圆研磨头清洗装置中进行清洗。请参阅图1，图1是现有的一种化学机械研磨装置的晶圆研磨头清洗装置示意图。如图1所示，其显示一种业界标准的HCLU(研磨头清洗和装载卸载晶圆装置)装置结构。该HCLU的清洗槽10下方装有去离子水(D.I water)进液管路14和排液管路13，进液管路14用于向清洗槽中通入去离子水11，对可旋转的研磨头12进行清洗，清洗后的废液从排液管路13排放出HCLU。在上述的HCLU装置中，由于其只具有去离子水清洗方式，而很多slurry和研磨异物会进入到研磨头底部的死角中，光用去离子水清洗很难清洗干净，使得该装置的清洗能力严重不足。因此，业界急需专利技术一种新型晶圆研磨头清洗装置及清洗方法，以提高清洗能力，减少对晶圆的刮伤现象，从而大大减少晶圆报废成本，提高企业利润。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种晶圆研磨头清洗装置及清洗方法，能够更彻底地清洁研磨头，减少对晶圆的刮伤现象。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种晶圆研磨头清洗装置，包括：清洗槽，用于容纳清洗液体，并在其中清洗研磨头；第一-第三管路，连通清洗槽；其中，所述第一管路用于向清洗槽内快速罐装清洗液体，第二管路用于通过设于清洗槽底部的若干喷嘴向清洗槽内充入清洗液体，及以切换方式通入气体向上喷射，第三管路用于排放清洗槽内的清洗废液；超声波发生单元，设于清洗槽内，用于提供超声波能量；其中清洗时，通过所述第一、第二管路同时向清洗槽内装入清洗液体，并打开超声波发生单元，对浸入并旋转的研磨头进行超声波清洗；清洗完毕后，通过所述第三管路排出清洗废液，并通过第二管路切换通入高压气体，经喷嘴向上喷射，对研磨头底部进行进一步清洁。优选地，所述第一、第三管路采用大于第二管路管径的大口径管路，以分别快速罐装清洗液体、排放清洗废液。优选地，所述第二管路设有三通阀，所述三通阀分别连通清洗液体支路和气体支路，用于向第二管路切换通入清洗液体或气体。优选地，所述超声波发生单元设于清洗槽的底部或侧部内壁。优选地，所述清洗槽的侧部内壁设有液位侦测单元。优选地，所述液位侦测单元包括上、下液位传感器，所述上液位传感器用于限定通入清洗液体时在清洗槽内的最高液位，所述下液位传感器用于在排放清洗废液时触发第二管路切换通入高压气体。优选地，所述超声波发生单元低于所述上液位传感器设置，所述喷嘴高于所述下液位传感器设置。一种晶圆研磨头清洗方法，采用上述的晶圆研磨头清洗装置，包括以下步骤：步骤S01：打开第一、第二管路，并将第二管路的三通阀切换至清洗液体支路，向清洗槽内同时通入清洗液体；步骤S02：到达设定的清洗液体通入液位时，关闭第一、第二管路，打开超声波发生单元，同时，将研磨头浸入清洗液体中，并使其旋转，对研磨头进行超声波清洗；步骤S03：清洗完毕后，关闭超声波发生单元，并打开第三管路排出清洗废液；步骤S04：打开第二管路，并将第二管路的三通阀切换至气体支路，通过喷嘴向研磨头底部喷射高压气体，对研磨头进行进一步清洁。优选地，还包括步骤S05：保持第三管路的打开状态，再次将第二管路的三通阀切换至清洗液体支路，通过喷嘴向研磨头底部喷洒清洗液体，使研磨头处于晶圆研磨前的保湿准备状态。一种晶圆化学机械研磨装置，设有上述的晶圆研磨头清洗装置，并通过所述晶圆研磨头清洗装置对研磨头进行超声波清洗，以在进行晶圆研磨时防止研磨头对安装在其底部的晶圆造成刮伤。从上述技术方案可以看出，本专利技术通过在传统采用清洗液体对研磨头进行清洗的同时，增加对研磨头进行超声波清洗，以及在清洗后增加对研磨头底部进行高压气体吹扫，依靠超声波的超强清洗能力和气体的高压净化能力，能够更彻底地清洁研磨头，从而在研磨过程中不会产生因研磨头带来异物所导致的晶圆刮伤现象，因此能够提高产品良率和企业利润。附图说明图1是现有的一种化学机械研磨装置的晶圆研磨头清洗装置示意图；图2是本专利技术一较佳实施例的一种晶圆研磨头清洗装置示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。需要说明的是，在下述的具体实施方式中，在详述本专利技术的实施方式时，为了清楚地表示本专利技术的结构以便于说明，特对附图中的结构不依照一般比例绘图，并进行了局部放大、变形及简化处理，因此，应避免以此作为对本专利技术的限定来加以理解。在以下本专利技术的具体实施方式中，请参阅图2，图2是本专利技术一较佳实施例的一种晶圆研磨头清洗装置示意图。如图2所示，本专利技术的一种晶圆研磨头清洗装置，包括一个清洗槽20、连通清洗槽的第一-第三管路32、28、27，以及安装在清洗槽内的超声波发生单元26。本专利技术的晶圆研磨头清洗装置可以利用现有的HCLU(研磨头清洗和装载卸载晶圆装置)装置。请参阅图2。清洗槽20用于容纳清洗液体21，并可以在其中清洗研磨头22。第一-第三管路32、28、27可以安装在清洗槽20下方，并可由清洗槽的底部导入清洗槽。其中，所述第一管路32可以安装在靠近清洗槽侧部的位置，用于从清洗槽的底部一侧向清洗槽内快速罐装清洗液体；所述第二管路28可以安装在靠近清洗槽中部的位置，第二管路的上端连通设置在清洗槽底部均匀分布的多个喷嘴24，用于通过喷嘴向清洗槽内充入清洗液体，或者通过切换方式经喷嘴向清洗槽内通入清洁用气体，并可朝向上方进行喷射；因此第二管路属于可以进行介质切换的混合管路；所述第三管路27可以安装在靠近清洗槽相对另一侧部的位置，用于从清洗槽的底部相对第一管路的另一侧排放清洗槽内清洗后的清洗废液21。请参阅图2。超声波发生单元26可以安装在清洗槽20的底部内壁位置，用于提供超声波振荡能量，并通过清洗液体21向研磨头22进行传导。超声波发生单元也可以安装在清洗槽的侧部内壁位置，并适宜位于清洗液体的液位21’以下。超声波发生单元可利用市售的任意适用型式进行安装，例如可采用小型的MEG sonic(超声波清洗装备)。在进行研磨头清洗时，可通过所述第一、第二管路32、28同时向清洗槽20内装入清洗液体21，以便加快清洗液体的罐装速度；在将研磨头22浸入清洗液体21中并使研磨头旋转后，即可打开超声波发生单元26，对研磨头进行超声波清洗；清洗完毕后，可通过所述第三管路27排出清洗废液21；然后再通过第二管路28切换通入高压气体，经喷嘴24向上喷射，把研磨头22底部表面残留的异物用高压气体吹下来，从而可对研磨头进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，包括：清洗槽，用于容纳清洗液体，并在其中清洗研磨头；第一‑第三管路，连通清洗槽；其中，所述第一管路用于向清洗槽内快速罐装清洗液体，第二管路用于通过设于清洗槽底部的若干喷嘴向清洗槽内充入清洗液体，及以切换方式通入气体向上喷射，第三管路用于排放清洗槽内的清洗废液；超声波发生单元，设于清洗槽内，用于提供超声波能量；其中清洗时，通过所述第一、第二管路同时向清洗槽内装入清洗液体，并打开超声波发生单元，对浸入并旋转的研磨头进行超声波清洗；清洗完毕后，通过所述第三管路排出清洗废液，并通过第二管路切换通入高压气体，经喷嘴向上喷射，对研磨头底部进行进一步清洁。

【技术特征摘要】
1.一种晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，包括：清洗槽，用于容纳清洗液体，并在其中清洗研磨头；第一-第三管路，连通清洗槽；其中，所述第一管路用于向清洗槽内快速罐装清洗液体，第二管路用于通过设于清洗槽底部的若干喷嘴向清洗槽内充入清洗液体，及以切换方式通入气体向上喷射，第三管路用于排放清洗槽内的清洗废液；超声波发生单元，设于清洗槽内，用于提供超声波能量；其中清洗时，通过所述第一、第二管路同时向清洗槽内装入清洗液体，并打开超声波发生单元，对浸入并旋转的研磨头进行超声波清洗；清洗完毕后，通过所述第三管路排出清洗废液，并通过第二管路切换通入高压气体，经喷嘴向上喷射，对研磨头底部进行进一步清洁。2.根据权利要求1所述的晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，所述第一、第三管路采用大于第二管路管径的大口径管路，以分别快速罐装清洗液体、排放清洗废液。3.根据权利要求1所述的晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，所述第二管路设有三通阀，所述三通阀分别连通清洗液体支路和气体支路，用于向第二管路切换通入清洗液体或气体。4.根据权利要求1所述的晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，所述超声波发生单元设于清洗槽的底部或侧部内壁。5.根据权利要求1所述的晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，所述清洗槽的侧部内壁设有液位侦测单元。6.根据权利要求5所述的晶圆研磨头清洗装置，其特征在于，所述液位侦测单元包括上、下液位传感器，所述上液位传感器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗方，张传民，文静，林军，吴科，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31