CN204075988U - 研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置，所述研磨垫调整器清洗装置，包括清洗杯、固定于所述清洗杯的壁上的喷嘴、及固定于所述清洗杯上的第一清洗刷和第二清洗刷。采用本实用新型的研磨垫调整器清洗装置，在对研磨垫整理器清洗时，通过调整臂将调整件升至所述清洗杯的上方，由喷嘴持续向研磨垫调整器的表面喷射清洗液，同时配合第一清洗刷和第二清洗刷分别对研磨垫调整器的调整件和调整臂的洗刷，将粘附在调整件和调整臂上的污染物都清洗掉。避免了现有技术中通过摩擦调整件的表面清洗其本身，且调整臂上粘附的污染物仍然存留的现象，进而延长了调整件的使用寿命，提高了产品良率。

Description

研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是一种最常用的平坦化制程。在CMP制程中，将含有研磨成分的化学研磨剂(也称为研磨液)对旋转研磨垫进行润湿，并利用润湿的旋转研磨垫对衬底前表面进行化学机械研磨。

结合图1和图2，化学机械研磨装置100包括多个研磨站101和多个研磨垫调整器清洗装置102。所述研磨站101包括研磨承载臂103、位于所述研磨承载臂103一端的研磨承载盘104以及一研磨衬垫105，在对衬底106进行研磨时，可以将衬底106的背面固定在所述研磨承载盘104上，并保持所述衬底106的待研磨面(正面)朝下，通过所述研磨承载盘104的旋转带动所述衬底106旋转。同时，所述研磨承载臂103可以对衬底106施加压力，使衬底106表面与所述研磨衬垫105相互研磨，并通过化学研磨剂将衬底106的表面平坦化。

由于化学机械研磨制程是将衬底表面与研磨衬垫的研磨表面接触，然后，通过衬底表面与所述研磨表面之间的相对运动将所述衬底表面平坦化。因此，研磨垫的研磨表面的平整度对于化学机械研磨制程来说是至关重要的。目前，业界通常利用化学机械研磨设备的研磨垫调整器(Pad Conditioner)来调整研磨垫的研磨表面的平整度，所述研磨垫调整器包括调整臂108以及连接于调整臂108一端的调整件109，所述调整件109通常为钻石盘(diamond disk)，其可选择性的抵压研磨衬垫105，以使研磨衬垫105表面的平整状态符合工艺要求。所述研磨垫调整器的调整件109在化学机械研磨制程中，其表面会被污染，表现为携带研磨碎屑、化学研磨剂或者其他杂质。被污染的调整件109对后续衬底的研磨过程中，会因为其自身携带的污染物，对后续的衬底造成划伤，需要及时清洗被污染的调整件109。

如图1所示，为了及时清洗研磨垫调整器的调整件109，在每个研磨站101的旁边设置有一个研磨垫调整器清洗装置102。如图3所示，所述研磨垫调整器清洗装置102包括一清洗杯(clean cup)107，所述清洗杯107的内壁底面为凹凸不平的粗糙面，在所述清洗杯107内盛有纯水。当所述研磨垫调整器需要清洗时，将所述研磨垫调整器移动至所述清洗杯107的上方，然后再通过调整臂108施加压力将所述研磨垫调整器的调整件109表面与清洗杯107的内壁底面相接触并浸入纯水内，再缓慢旋转调整件109使其与清洗杯107的底面产生摩擦，借助上述摩擦和清洗杯107内的纯水，可以将所述研磨垫调整器的调整件109上的污染物清除掉。

在实际生产中发现，采用研磨垫调整器清洗装置102对研磨垫调整器的调整件109进行清洗，所述调整件109和清洗杯107的底面的摩擦，尽管可以清洗掉一部分污染物，但是过多的摩擦会使破坏调整件109的表面，降低所述研磨垫调整器的使用寿命。另外，尽管清洗杯107内的纯水借助调整件109的旋转，对调整件109产生一定的冲洗作用，但是因为清洗杯107内的纯水不能及时更换，而使纯水的洁净度下降，可能会导致调整件109会被二次污染，从而无法保证对研磨垫调整器的清洗效果。清洗不充分的调整件109，在对后续衬底的研磨过程中，会因为其自身携带的污染物，对衬底造成划伤等不良现象。

实用新型内容

本实用新型提供一种研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置，达到延长调整件寿命、降低产品不良率的目的，以解决上述调整件寿命短和产品不良率高的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨垫调整器清洗装置，所述研磨垫调整器清洗装置包括：清洗杯、固定于所述清洗杯的壁上的喷嘴、及固定于所述清洗杯上的第一清洗刷和第二清洗刷。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述喷嘴的数量为4-8个。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述喷嘴均匀分布在所述清洗杯的壁上。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述第一清洗刷包括：第一滚轴、设置于所述第一滚轴上的刷毛、及与所述第一滚轴相连的第一驱动装置。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述第一驱动装置为马达。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述第二清洗刷包括：第二滚轴、设置于所述第二滚轴上的刷毛、及与所述第二滚轴相连的第二驱动装置。

可选的，在所述的研磨垫调整器清洗装置中，所述第二驱动装置为马达。

本实用新型还提供一种化学机械研磨装置，所述化学机械研磨装置包括：研磨站及设置于所述研磨站一侧的如上所述的研磨垫调整器清洗装置。

可选的，在所述的化学机械研磨装置中，所述研磨站包括：研磨承载臂、固定于所述研磨承载臂上的研磨承载盘及研磨衬垫、及与所述研磨衬垫相接触的研磨垫调整器。

可选的，在所述的化学机械研磨装置中，所述研磨垫调整器包括调整臂及与所述调整臂连接的调整件。

可选的，在所述的化学机械研磨装置中，所述研磨站的数量为3个。

可选的，在所述的化学机械研磨装置中，所述清洗垫调整器设置于所述清洗杯的上方。

可选的，在所述的化学机械研磨装置中，所述清洗杯的截面尺寸大于所述研磨垫调整器的截面尺寸。

本实用新型采用的研磨垫调整器清洗装置，包括清洗杯、固定于所述清洗杯的壁上的喷嘴、及固定于所述清洗杯上的第一清洗刷和第二清洗刷。采用本实用新型的研磨垫调整器清洗装置，在对研磨垫整理器清洗时，通过调整臂将调整件升至所述清洗杯的上方，由喷嘴持续向研磨垫调整器的表面喷射清洗液，同时配合第一清洗刷和第二清洗刷分别对研磨垫调整器的调整件和调整臂的洗刷，将粘附在调整件和调整臂上的污染物都清洗掉。避免了现有技术中通过摩擦调整件的表面清洗其本身，且调整臂上粘附的污染物仍然存留的现象，进而延长了调整件的使用寿命，提高了产品良率。

另外，在喷嘴喷洒清洗液的过程中，所述调整件都是悬空被清洗的，因此不会产生因为清洗液被污染而产生二次污染，同时还可以通过调整件的缓慢旋转来提高清洗效果，保证了研磨垫调整器的清洗效果，可以有效减少因此而产生的划伤的不良，从而降低产品的不良率。

附图说明

图1为现有技术中的化学机械研磨装置的结构示意图；

图2为现有技术中的研磨站的结构示意图；

图3为现有技术中的研磨垫调整器清洗装置的结构示意图；

图4为本实用新型一实施例中研磨垫调整器清洗装置的俯视图；

图5为本实用新型一实施例中化学机械研磨装置的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例中研磨垫调整器清洗装置在清洗研磨垫调整器时的结构示意图。

在图1-图3中：

化学机械研磨装置-100；研磨站-101；研磨垫调整器清洗装置-102；研磨承载臂-103；研磨承载盘-104；研磨衬垫-105；衬底-106；清洗杯-107；调整臂-108；调整件-109。

在图4-图6中：

化学机械研磨装置-200；研磨站-201；研磨垫调整器清洗装置-202；研磨承载臂-203；研磨承载盘-204；研磨衬垫-205；研磨垫调整器-206；调整臂-207；调整件-208；喷嘴-210；清洗杯-211；第一清洗刷-212；第二清洗刷-213。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型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、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图4，其为本实用新型一实施例中研磨垫调整器清洗装置的俯视图。如图4所示，所述研磨垫调整器清洗装置包括：清洗杯211、固定于所述清洗杯211的壁上的喷嘴210、及固定于所述清洗杯211上的第一清洗刷212和第二清洗刷213。优选的，所述喷嘴210的数量为4-8个。

为了使得研磨垫调整器206具有较好的清洗效果，优选的，所述喷嘴210均匀分布在所述清洗杯211的壁上。

进一步的，所述第一清洗刷212包括：第一滚轴、设置于所述第一滚轴上的刷毛、及与所述第一滚轴相连的第一驱动装置。本实施例中，第一驱动装置优选为马达。进一步，所述第一驱动装置能够调整第一清洗刷212作上下移动，同时还能控制第一滚轴自转，配合研磨垫调整器206的旋转，由第一清洗刷212完成对研磨垫调整器206的调整件208的清洗。

进一步的，所述第二清洗刷213包括：第二滚轴、设置于所述第二滚轴上的刷毛、及与所述第二滚轴相连的第二驱动装置。本实施例中，第二驱动装置优选为马达。进一步，所述第二驱动装置能够调整第二清洗刷213作上下移动，同时还控制第二清洗刷213沿研磨垫调整器206的调整臂207作左右摆动，完成对调整臂207的清洗，避免了调整臂207上粘附的污染物带到研磨制程中，对研磨衬垫205造成损伤，进而影响产品良率的问题。

请参考图5及图6。其中，图5本实用新型一实施例中化学机械研磨装置的结构示意图；图6为本实用新型一实施例中研磨垫调整器206清洗装置在清洗研磨垫调整器206时的结构示意图。如图5所示，所示化学机械研磨装置200包括：研磨站201及设置于所述研磨站201一侧的所述的研磨垫调整器清洗装置202。本实施例中，优选的，所述研磨站201的数量为3个。

本实施例中，所述研磨站201包括：研磨承载臂203、固定于所述研磨承载臂203上的研磨承载盘204及研磨衬垫205、及与所述研磨衬垫205相接触的研磨垫调整器206。

优选的，所述研磨垫调整器206包括调整臂207及与所述调整臂207连接的调整件208。

优选的，所述清洗垫调整器206设置于所述清洗杯211的上方。

请继续参考图6，采用所述研磨垫调整器206清洗装置202对所述研磨垫调整器206进行清洗的过程如下：

步骤一：旋转所述调整臂207将所述调整件208移动到所述清洗杯211的上方；

步骤二：通过所述调整臂207将所述调整件208下降到预定高度，使所述调整件208悬空于所述清洗杯211的上方；

步骤三：开启第一驱动装置和第二驱动装置，将所述第一清洗刷212及第二清洗刷213的位置分别调整到接触到调整件208及调整臂207的位置。

步骤四：打开所述喷嘴210，使所述喷嘴210持续向调整件208及调整臂207的表面喷洒清洗液，在清洗过程中，可以使所述调整件208处于缓慢旋转状态，使所述调整件208能够得到均匀的清洗；

步骤五：设置已经开启的第一驱动装置和第二驱动装置，使所述第一清洗刷212作自转运动，清洗调整件208底面；使所述第二清洗刷213沿研磨垫调整器206的调整臂207作左右摆动，从而清洗调整臂207。

步骤六：清洗结束后，关闭所述喷嘴210，停止喷洒清洗液；关闭所述第一驱动装置及所述第二驱动装置。

在上述步骤三、步骤四中，为了使喷嘴210能够以较好的角度对所述调整件208喷洒清洗液，优选的，将所述清洗杯211的截面尺寸设置为大于所述研磨垫调整器206的截面尺寸，这样的设置，也可以保证被喷洒到调整件208及调整臂207上的清洗液落入其下方的清洗杯211内，保证了工作现场的整洁。

综上，在本实用新型所提供的研磨垫调整器清洗装置及化学机械研磨装置中，在对研磨垫整理器清洗时，通过调整臂将调整件升至所述清洗杯的上方，由喷嘴持续向研磨垫调整器的表面喷射清洗液，同时配合第一清洗刷和第二清洗刷分别对研磨垫调整器的调整件和调整臂的洗刷，将粘附在调整件和调整臂上的污染物都清洗掉。避免了现有技术中通过摩擦调整件的表面清洗其本身，且调整臂上粘附的污染物仍然存留的现象，进而延长了调整件的使用寿命，提高了产品良率。

另外，在喷嘴喷洒清洗液的过程中，所述调整件都是悬空被清洗的，因此不会产生因为清洗液被污染而产生二次污染，同时还可以通过调整件的缓慢旋转来提高清洗效果，保证了研磨垫调整器的清洗效果，可以有效减少因此而产生的划伤的不良，从而降低产品的不良率。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，包括：清洗杯、固定于所述清洗杯的壁上的喷嘴、及固定于所述清洗杯上的第一清洗刷和第二清洗刷；所述第一清洗刷包括：第一滚轴、设置于所述第一滚轴上的刷毛、及与所述第一滚轴相连的第一驱动装置。 

2.如权利要求1中所述的研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，所述喷嘴的数量为4-8个。 

3.如权利要求1中所述的研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，所述喷嘴均匀分布在所述清洗杯的壁上。 

4.如权利要求1中所述的研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，所述第一驱动装置为马达。 

5.如权利要求1中所述的研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，所述第二清洗刷包括：第二滚轴、设置于所述第二滚轴上的刷毛、及与所述第二滚轴相连的第二驱动装置。 

6.如权利要求5中所述的研磨垫调整器清洗装置，其特征在于，所述第二驱动装置为马达。 

7.一种化学机械研磨装置，其特征在于，包括：研磨站及设置于所述研磨站一侧的如权利要求1-6中任一项所述的研磨垫调整器清洗装置。 

8.如权利要求7中所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述研磨站包括：研磨承载臂、固定于所述研磨承载臂上的研磨承载盘及研磨衬垫、及与所述研磨衬垫相接触的研磨垫调整器。 

9.如权利要求8中所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述研磨垫调整器包括调整臂及与所述调整臂连接的调整件。 

10.如权利要求7中所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述研磨站的数量为3个。 

11.如权利要求7中所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述清洗垫调整器设置于所述清洗杯的上方。 

12.如权利要求7中所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述清洗杯的截面尺寸大于所述研磨垫调整器的截面尺寸。