一种化学机械抛光保持环的清洗方法技术

本发明专利技术提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，一方面将IPA清洗液的超声清洗时间延长至10

【技术实现步骤摘要】
一种化学机械抛光保持环的清洗方法


[0001]本专利技术涉及化学机械抛光保持环，尤其涉及一种化学机械抛光保持环的清洗方法。

技术介绍

[0002]在单晶硅片制造环节，单晶硅片首先通过化学腐蚀减薄，此时的粗糙度在10
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20μm范围内，然后进行粗抛光、细抛光、精抛光等步骤，可将粗糙度控制在几十个纳米范围内。一般来说，单晶硅片需要进行2次以上的抛光，表面才可以达到集成电路的要求。目前，IC元件往往采用多层立体布线，即，首先在单晶硅片上依次排布多层金属布线层，然后进行相应刻蚀形成布线网络。由于需要刻蚀的每一层均有很高的全局平整度要求，往往通过抛光来保证每层达到全局平整度要求。
[0003]化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是集成电路制造过程中实现晶圆全局均匀平坦化的关键工艺。与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同，CMP技术是通过化学和机械的组合技术，避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤，利用了磨损中的“软硬磨”原理，即用较软的材料来进行抛光以实现高质量的表面抛光，将化学腐蚀和机械磨削作用达到一种平衡。CMP技术的主要原理是在一定压力以及抛光浆料存在下，被抛光工件相对于抛光垫做相对运动，借助于纳米粒子的研磨作用与氧化剂的腐蚀作用之间的有机结合，在被抛光工件的表面形成光洁表面。
[0004]随着集成电路芯片工艺制程技术的不断进步，对CMP技术的需求不断增加。CMP技术最早使用在氧化硅抛光中，是用来进行层间介质(ILD)的全局平坦化处理，在集成电路芯片进入0.35μm节点后，CMP技术更广泛地应用在金属钨、铜、多晶硅等的平坦化工艺中。随着金属布线层数的增多，需要进行CMP抛光的步骤也越多。以28nm节点工艺为例，所需CMP抛光的次数为12
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13次，而进入10nm节点后，CMP抛光的次数翻了一番，达到25
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26次。据统计，CMP抛光在单晶硅片制造环节中的前半制程，广泛用于以下环节：互联结构中凹凸不平的绝缘体、导体、层间介质(ILD)、镶嵌金属(如Al、Cu)、浅沟槽隔离(STI)、硅氧化物、多晶硅等。
[0005]在使用CMP技术对晶圆进行抛光的过程中，需要通过保持环(Retaining Ring)对晶圆进行保护和固定。目前，为了增大芯片产量，降低制造成本，晶圆直径不断增大，另外，为了提高集成电路的集成度，晶圆的刻线宽度越来越细，晶圆表面精度也越来越高，以上增加了CMP技术的难度。对于150mm直径以上的晶圆，容易在晶圆边缘形成“过磨”现象，降低了抛光质量和晶圆利用率，如果采用质量合格的保持环，就可以把边缘的抛光垫和晶圆以下的抛光垫压平到同一高度。由此可见，保持环应具有高耐磨耐蚀性、低振动特性、材料稳定性和洁净性等性能。
[0006]虽然现有的保持环材料包括PPS、PC、Arlonl330(PTFE/PEEK)、ArlonEX
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2618和Arlonl287(CF/PEEK)，现有的保持环制作工艺包括全塑料PEEK或PPS加金属螺母，全塑料PEEK包胶304不锈钢方式和半塑料半金属粘胶方式，但是常见的保持环是将加工好的PPS胶圈和加工好的SUS304不锈钢采用特制胶水粘合成整体得到的。在保持环制备完成后，会在
净化室进行IPA液超声波清洗并进行真空包装，然而，在真空包装后的包装膜内部不时会出现附着液体的问题，从而达不到出货标准。经过探究，其可能原因有：(1)IPA液超声波清洗后，位于保持环背板SUS面的螺纹孔底部有液体残留且没有及时用吹尘枪吹干净，在产品用真空包装膜抽真空包装后导致螺纹孔底有水气，进而会凝结在包装膜内部；(2)SUS背板在IPA液超声波清洗后没有用棉签把螺纹孔内的液体掏洗干净，导致螺纹孔角落还存有液体。
[0007]综上所述，需要开发一种化学机械抛光保持环的清洗方法，重点避免真空包装后的包装膜内部不时会出现附着液体的问题。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，一方面将IPA清洗液的超声清洗时间延长至10
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20min，避免超声时间短对产品清洗不够彻底的问题，另一方面将每次干燥均采用气枪进行气体吹干，在所述气枪的气管上安装油水分离器，并在所述气管靠近所述气枪的一端安装过滤器，确保用于气体吹干的气体中没有水分、油雾等伤害产品的杂质，相比于现有技术的清洗方法，本专利技术所述清洗方法能有效改善净化室IPA液超声波清洗过程后真空包装膜内部附着液体的问题，适用于批量产品标准化、规模化、批量化操作，提高产品质量和产品加工效率，避免产品返包率和返修率提升。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]本专利技术的目的在于提供一种化学机械抛光保持环的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括如下步骤：
[0011](1)将待清洗的化学机械抛光保持环放入IPA清洗液中进行10
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20min的超声清洗，然后取出并进行干燥；
[0012](2)将步骤(1)所得化学机械抛光保持环的螺纹孔进行掏洗；
[0013](3)采用IPA清洗液对步骤(2)所得化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗，依次进行干燥和真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗；
[0014]其中，步骤(1)与步骤(3)所述干燥均包括采用气枪进行气体吹干，在所述气枪的气管上安装油水分离器，并在所述气管靠近所述气枪的一端安装过滤器。
[0015]本专利技术提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，一方面将IPA清洗液的超声清洗时间延长至10
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20min，避免超声时间短对产品清洗不够彻底的问题，另一方面将每次干燥均采用气枪进行气体吹干，在所述气枪的气管上安装油水分离器，并在所述气管靠近所述气枪的一端安装过滤器，确保用于气体吹干的气体中没有水分、油雾等伤害产品的杂质，相比于现有技术的清洗方法，本专利技术所述清洗方法能有效改善净化室IPA液超声波清洗过程后真空包装膜内部附着液体的问题，适用于批量产品标准化、规模化、批量化操作，提高产品质量和产品加工效率，避免产品返包率和返修率提升。
[0016]值得说明的是，本专利技术所述气体吹干可以通过油水分离器对氮气或压缩空气的油水进行第一次过滤，然后通过靠近气枪的过滤器进行第二次过滤，可以确保吹出来的气体没有水分、油雾等伤害产品的杂质，进而有助于改善净化室IPA液超声波清洗过程后真空包装膜内部附着液体的问题；实际操作过程中，每天均需要对油水分离器进行点检查看其里面是否有液体，如果有液体则需要先将液体倒掉再开机工作。
[0017]值得说明的是，本专利技术所述气体吹干是将产品放在吹干台上用气枪先吹干PPS表
面IPA液、再仔细吹SUS面每一个螺纹孔底，控制每一个螺纹孔至少需吹10秒钟，直至吹干产品表面IPA液。
[0018]作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)中所述待清洗的化学机械抛光保持环包括12"Ring本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光保持环的清洗方法，其特征在于，所述清洗方法包括如下步骤：(1)将待清洗的化学机械抛光保持环放入IPA清洗液中进行10
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20min的超声清洗，然后取出并进行干燥；(2)将步骤(1)所得化学机械抛光保持环的螺纹孔进行掏洗；(3)采用IPA清洗液对步骤(2)所得化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗，依次进行干燥和真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗；其中，步骤(1)与步骤(3)所述干燥均包括采用气枪进行气体吹干，在所述气枪的气管上安装油水分离器，并在所述气管靠近所述气枪的一端安装过滤器。2.根据权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中所述待清洗的化学机械抛光保持环包括12"Ring保持环；优选地，步骤(1)与步骤(3)中所述IPA清洗液的IPA纯度≥99.9wt％。3.根据权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中将所述待清洗的化学机械抛光保持环以正面PPS面朝上水平放入IPA清洗液中；优选地，所述正面PPS面与IPA清洗液的液面之间距离为2
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3cm。4.根据权利要求1
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3任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中将至少2枚所述待清洗的化学机械抛光保持环放入IPA清洗液中，控制相邻2枚所述待清洗的化学机械抛光保持环的中间间距为8
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12cm。5.根据权利要求1
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4任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声清洗的超声电功率为200
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500W；优选地，步骤(1)中所述超声清洗的超声工作频率为30
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100kHz。6.根据权利要求1
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5任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(2)所述掏洗为棉签掏洗；优选地，所述棉签掏洗包括：将棉签深入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，按照顺时针方向进行至少3圈掏洗；优选地，所述棉签掏洗包括依次进行的一次棉签掏洗与二次棉签掏洗；优选地，所述一次棉签掏洗采用双头棉棒掏洗；优选地，所述二次棉签掏洗采用净化布棉签掏洗。7.根据权利要求1
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6任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(3)中所述擦拭清洗包括：采用浸有IPA清洗液的净化布在所述化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗，且按照顺时针方向进行至少3圈擦拭清洗。8.根据权利要求1
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7任一项所述的清洗方法，其特征在于，所述气体吹干包括：将所述气枪的出口分别对准所述化学机械抛光保持环的外表面和螺纹孔进行气体吹干；优选地，所述气体吹干对所述化学机械抛光保持环的螺纹孔的干燥时间为10
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30s；优选地，所述气体吹干采用的气体为氮气或...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠宏业，姚力军，许慷，柏钧天，赵梓聿，左威，
申请(专利权)人：宁波润平电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：