[发明专利]一种晶圆清洗装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体制造工艺，尤其涉及一种晶圆清洗装置及其方法。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术是机械削磨和化学腐蚀组合的技术，化学机械抛光技术借助超微粒的研磨作用以及浆料的化学腐蚀作用，在被研磨的介质表面上形成光洁平坦的平面。化学机械抛光技术是集成电路(IC)向细微化、多层化、薄型化、平坦化工艺发展的产物，已经成为半导体制造行业的主流技术，也是晶片向200mm、300mm乃至更大的直径过度、提高生产效率、降低制造成本以及衬底全局化平坦化必备的工艺技术。化学机械抛光技术已经成为半导体制造工艺的中枢技术。

一个完整的化学机械抛光工艺主要由抛光、后清洗和计量测量等操作组成。其中后清洗包括对晶片的清洗，也包括对化学机械研磨抛光设备各个部件的清洗。后清洗的主要目的在于把化学机械抛光过程残留的残留颗粒和玷污减小到可接受水平。目前在对金属或者介质进行化学机械抛光后，晶片上残留有大量残留物，包括抛光过程中抛光液(所述抛光液中含有较小的研磨颗粒，直径在0.1到1.0微米或者更大的范围)，以及晶圆表面的金属或其他颗粒残留物。当这些残留物暴露在空气中会结晶变大。残留物会污染下一批待抛光的晶片：残留物中长大的颗粒直接玷污或刮伤晶片，如果残留物得不到及时清理，随着抛光次数的增加，残留物会慢慢积累和传播，从而造成晶片的交叉污染。对器件成品率产生极大的副作用。因此需要有效清洁化学机械抛光后所述晶圆上的残留物。

图1为现有技术中晶圆清洗装置的结构示意图。图2为现有技术中晶圆清洗装置的另一结构示意图。请结合图1和图2所示，现有技术中化学机械抛光后晶圆的清洗装置包括清洗槽12，配置于清洗槽12中的喷管16、清洗刷20和晶圆转动装置14，当抛光过程结束后，将待清洗晶圆10固定在所述晶圆转动装置14上，清洗刷20贴近待清洗晶圆10，刷洗所述待清洗晶圆10的正面和背面，同时，喷管16向待清洗晶圆表面喷去清洗液或离子水，清除待清洗晶圆10表面的杂质，从而达到彻底清洗的目的。

然后，在现有技术中，由于清洗设备长时间使用，会有以下问题出现：长时间使用在清洗刷20上沾有污垢，例如包括有机残留物、表面颗粒，污垢停留在清洗刷上，在连续工作的情况下，清洗刷20得不到及时的清洁，或清洗刷的清洗有限，就会在待清洗晶圆10表面形成刮痕，影响晶圆的质量，若停止清洗，更换清洗刷20又会影响工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种能够交替使用清洗刷，并能够对未工作的清洗刷进行自动清洗的晶圆清洗装置。

为解决上述问题，本发明提供一种晶圆清洗装置及其方法。

所述晶圆清洗装置，包括：清洗槽；晶圆转动装置，配置于所述清洗槽中，用于固定并带动待清洗晶圆转动；喷管，包括多个喷头，配置于所述清洗槽中，位于所述待清洗晶圆的上方；清洗机构，位于所述待清洗晶圆侧面，所述清洗机构包括承载机构和清洗刷，所述承载机构上设置有至少两个清洗刷，所述清洗刷能够交替刷洗所述待清洗晶圆。

进一步的，针对所述晶圆清洗装置，所述承载机构上设置有运动机构，所述运动机构能够带动所述承载机构转动和移动。

进一步的，针对所述晶圆清洗装置，所述清洗机构还包括多个清洗刷喷嘴，所述清洗刷喷嘴位于所述清洗刷旁。

进一步的，针对所述晶圆清洗装置，所述承载机构包括至少两个，分别位于所述待清洗晶圆的两侧。

进一步的，针对所述晶圆清洗装置，每个所述承载机构上设置有至少两个清洗刷，位于同一承载机构上清洗刷能够交替使用。

针对所述清洗方法，包括以下步骤：将所述待清洗晶圆载入所述清洗槽中，所述晶圆转动装置固定所述待清洗晶圆；所述晶圆转动装置带动所述待清洗晶圆转动，所述喷管喷射出清洗液或去离子水至所述待清洗晶圆表面上；所述清洗刷交替刷洗所述待清洗晶圆。

进一步的，针对所述清洗方法，所述承载机构上设置有运动机构，所述运动机构能够带动所述承载机构转动和移动，使所述承载机构上的清洗刷交替靠近并刷洗所述待清洗晶圆。

进一步的，针对所述清洗方法，所述清洗机构还包括多个清洗刷喷嘴，所述清洗刷喷嘴位于所述清洗刷旁，当清洗刷未刷洗所述待清洗晶圆时，所述清洗刷喷嘴向所述清洗刷喷射清洗液。

进一步的，针对所述清洗方法，所述承载机构包括至少两个，分别位于所述待清洗晶圆的两侧。