一种清洁装置及CMP清洗设备的制作方法

本申请涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种清洁装置及cmp清洗设备。

背景技术：

随着半导体工艺节点向前推进，芯片设计与制造工艺之间的耦合大大加深。芯片电学特性往往受到工艺条件和版图结构的双重影响，从而造成系统性和随机性的工艺偏差，影响芯片的性能和良率。cmp(chemicalmechanicalpolishing，cmp化学机械抛光)作为半导体制造中的关键步骤，广泛应用于器件和互连的制造流程中。

在cmp制程中包括cmp清洗(postclean)工序，在该工序中主要使用清洁装置(brush)配合化学清洗液体对减薄后的晶圆进行清洗，清洗过程中，化学清洗液体和晶圆产生化学反应，清洁装置接触晶圆表面进行物理清除，达到清洗效果。

但在实际应用中发现，现有的清洁装置在cmp清洗工序后，会对晶圆的局部位置造成过清洗的情况，导致过清洗的部位对后续的制程造成不良影响。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种清洁装置及cmp清洗设备，以解决在cmp清洗工序中对晶圆的局部位置造成过清洗的问题。

为实现上述技术目的，本申请实施例提供了如下技术方案：

一种清洁装置，用于对晶圆进行cmp清洗，所述清洁装置包括：

本体，所述本体包括清洁面，所述本体沿第一方向延伸；

分布于所述清洁面上的多个凸起结构；

自所述清洁面的预设区域向两侧延伸的方向上，所述凸起结构的分布密度递增。

可选的，所述预设区域覆盖所述清洁面的中心，且沿所述清洁面的中心对称设置。

可选的，所述预设区域用于覆盖所述晶圆的中心。

可选的，所述凸起结构的分布密度递增的方式为线性递增或阶梯递增。

可选的，所述本体为圆柱状本体；

所述第一方向与所述晶圆的至少一条直径的延伸方向重合。

可选的，所述凸起结构包括：

圆形凸起结构、椭圆形凸起结构和预设图案凸起结构中的任意一种或多种的组合；

所述预设图案包括线段和曲线的任意组合。

可选的，所述预设图案包括：

沿第二方向延伸的线段，所述第二方向与所述第一方向相交。

可选的，所述预设图案包括：

沿第二方向延伸的线段以及沿第三方向延伸的线段的组合图案，所述第二方向、第三方向和第一方向均相交。

一种cmp清洗设备，包括：

喷头和如上述任一项所述的清洁装置；

所述喷头用于向所述晶圆喷洒第一清洁液体。

可选的，所述喷头还用于向所述清洁装置喷洒第二清洁液体。

从上述技术方案可以看出，本申请实施例提供了一种清洁装置及cmp清洗设备，其中，所述清洁装置的多个凸起结构在本体的清洁面上按照特定的规则分布，具体地，所述凸起结构的分布密度自所述清洁面的预设区域向两侧延伸的方向上逐渐递增，以使改善对于晶圆预设区域的过清洗的状况，解决在cmp清洗工序中对晶圆的局部位置造成过清洗的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的cmp清洗设备的结构示意图；

图2为现有技术中清洁装置与晶圆的位置关系示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的一种清洁装置的端面方向上的剖面示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的一种清洁装置沿第一方向的俯视意图；

图5为本申请的一个实施例提供的一种凸起结构的分布示意图；

图6为本申请的另一个实施例提供的一种凸起结构的分布示意图；

图7为本申请的又一个实施例提供的一种凸起结构的分布示意图；

图8为本申请的再一个实施例提供的一种凸起结构的分布示意图；

图9为本申请的一个可选实施例提供的一种凸起结构的分布示意图；

图10为本申请的一个实施例提供的一种cmp清洗设备的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术中所述，现有技术中的清洁装置容易造成晶圆在cmp清洗工序后的过清洗问题。

在cmp清洗工序中，参考图1和图2，清洁装置30通常覆盖晶圆10的一条直径，晶圆10围绕自身圆心自转，清洁装置30围绕截面的中心轴旋转，以使清洁装置30对晶圆10的各个区域进行清洁。图2中还示出了喷头20。

但发明人通过研究发现，由于在清洗过程中，由于晶圆10各个区域的线速度不同，导致清洁装置30在cmp清洗工序中对于晶圆10的各个区域的接触时间不同，进而导致清洗程度不同，晶圆10与清洁装置30接触时间过长的区域会导致过清洗的问题。

为了解决这一问题，本申请实施例提供了一种清洁装置30，用于对晶圆10进行cmp清洗，所述清洁装置30包括：

本体，所述本体包括清洁面，所述本体沿第一方向延伸；

分布于所述清洁面上的多个凸起结构；

自所述清洁面的预设区域向两侧延伸的方向上，所述凸起结构的分布密度递增。

所述清洁装置30的多个凸起结构在本体的清洁面上按照特定的规则分布，具体地，所述凸起结构的分布密度自所述清洁面的预设区域向两侧延伸的方向上逐渐递增，以使改善对于晶圆10预设区域的过清洗的状况，解决在cmp清洗工序中对晶圆10的局部位置造成过清洗的问题。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种清洁装置，如图3和图4所示，用于对晶圆进行cmp清洗，所述清洁装置100包括：

本体101，所述本体101包括清洁面，所述本体101沿第一方向dr1延伸；

分布于所述清洁面上的多个凸起结构102；

自所述清洁面的预设区域103向两侧延伸的方向上，所述凸起结构102的分布密度递增。

图3为所述清洁装置100沿端面方向上的截面示意图，图4为所述清洁装置100沿第一方向dr1的俯视示意图。

所述本体101的材质可以为海绵，相应的，所述凸起结构102的材质可以与所述本体101为同样的材质，便于凸起结构102与所述本体101一体成型。

在本实施例中，所述预设区域103是指在cmp清洗过程中容易出现过清洗的位置，通常情况下，在cmp清洗过程中容易出现过清洗的位置为晶圆的中心位置，这是因为在晶圆绕自身表面圆心转动以及清洁装置100沿自身端面中心轴转动的过程中，晶圆的中心位置与清洁装置100始终接触，这就意味着在整个cmp清洗的过程中，晶圆的中心位置始终被清洁装置100上的凸起结构102物理清洗，而随着距离晶圆表面圆心的增加，在cmp清洗过程中与清洁装置100的凸起结构102的接触时间减少，清洗程度也随之降低。

为了平衡这一问题，在本申请实施例提供的清洁装置100中，自所述清洁面的预设区域103向两侧延伸的方向上，所述凸起结构102的分布密度递增，以减少所述预设区域103中凸起结构102的数量，从而在一定程度上降低对于所述预设区域103接触的晶圆表面的过清洗程度。

可选的，仍然参考图4，所述预设区域103覆盖所述清洁面的中心，且沿所述清洁面的中心对称设置。另外，通常情况下，所述预设区域103用于覆盖所述晶圆的中心。在本实施例中，为了应对通常情况下晶圆中心的过清洗问题，将所述预设区域103设置为覆盖所述清洁面的中心，且沿所述清洁面的中心对称设置，有利于减少对晶圆中心的清洗程度，避免过清洗问题。

所述预设区域103的大小可根据晶圆尺寸等具体参数具体设计，一般情况下，所述预设区域103需要覆盖在cmp清洗过程中，清洁装置100与晶圆一直接触的部分。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个可选实施例中，如图5和图6所示，所述凸起结构102的分布密度递增的方式为线性递增或阶梯递增。

参考图5，在图5中，所述凸起结构102的分布密度递增的方式为线性递增，即某一区域的凸起结构102的分布密度与该区域距离所述预设区域103的距离满足线性函数。该线性函数的具体参数可根据实际需求确定。

参考图6，在图6中，所述凸起结构102的分布密度递增的方式为阶梯递增，即某一区域的突起结构的分布密度与该区域距离所述预设区域103的距离满足阶梯函数，阶梯函数是指一个分段常值函数，结合图6不难看出，当距离预设区域103的距离为某一区间时，该区域内的分布密度均为同一常数值，当距离预设距离的距离为另一区间时，该区域内的分布密度均为另一常数值。

可选的，仍然参考4，所述本体101为圆柱状本体101，所述第一方向dr1与所述晶圆的至少一条直径的延伸方向重合。

下面对本申请实施例提供的凸起结构102的具体可行形状进行描述。

在本申请的一个实施例中，所述凸起结构102包括：

圆形凸起结构102、椭圆形凸起结构102和预设图案凸起结构102中的任意一种或多种的组合；

所述预设图案包括线段和曲线的任意组合。

具体参考图7、图8和图9，在图7中，所述凸起结构102为圆形凸起结构102。

在图8中，所述凸起结构102为椭圆形凸起结构102，在图9中，所述凸起结构102为预设图案凸起结构102，可选的，参考图9，所述预设图案包括：沿第二方向dr2延伸的线段，所述第二方向dr2与所述第一方向dr1相交。另外，可选的，所述预设图案还可以包括：沿第二方向dr2延伸的线段以及沿第三方向延伸的线段的组合图案，所述第二方向dr2、第三方向和第一方向dr1均相交。在本申请的其他实施例中，所述预设图案还可以包括曲线及曲线线段构成的图案。

可选的，所述凸起结构102包括圆形凸起结构102和椭圆形凸起结构102的组合。当然地，在本申请的其他实施例中，所述凸起结构102还可以包括其他类型凸起结构102的任意组合，本申请对此并不做穷举。

相应的，本申请实施例还提供了一种cmp清洗设备，如图10所示，包括：

喷头200和如上述任一实施例所述的清洁装置100；

所述喷头200用于向所述晶圆300喷洒第一清洁液体。

可选的，所述喷头200还用于向所述清洁装置100喷洒第二清洁液体。

可选的，所述第一清洁液体为化学清洁液，所述第二清洁液体为去离子水(deionizedwater，diw)。

综上所述，本申请实施例提供了一种清洁装置及cmp清洗设备，其中，所述清洁装置的多个凸起结构在本体的清洁面上按照特定的规则分布，具体地，所述凸起结构的分布密度自所述清洁面的预设区域向两侧延伸的方向上逐渐递增，以使改善对于晶圆预设区域的过清洗的状况，解决在cmp清洗工序中对晶圆的局部位置造成过清洗的问题。

本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。