清洗装置和化学机械研磨设备的制作方法

1.本公开涉及半导体技术领域，尤其涉及一种清洗装置和化学机械研磨设备。


背景技术：

2.化学机械研磨(chemical-mechanical polishing，简称cmp)作为一种半导体晶片表面平坦化的手段，得到了广泛应用。在cmp过程中，可以采用研磨液对晶圆表面进行研磨。研磨液可以包括化学腐蚀试剂、研磨粒子和去离子水等。在完成cmp之后，晶圆表面会残留大量污染物，例如化学腐蚀试剂、研磨粒子以及研磨副产物等，该残留的污染物会对晶圆的后续工艺产生不良影响，从而可能导致晶圆上的器件失效，影响晶圆的良率。
3.相关技术中，在完成cmp之后，可以采用清洗装置对晶圆进行清洗。清洗装置可以包括驱动电机、清洗刷和清洗喷头，驱动电机可以与清洗刷连接，驱动电机用于驱动清洗刷滚动。清洗喷头可以与清洗液源连通，通过清洗喷头向晶圆喷淋清洗液。在清洗刷和清洗液的配合下，对晶圆的表面进行有效清洗。
4.然而，上述清洗装置的清洗效果有待改善。


技术实现要素：

5.本公开实施例提供一种清洗装置和化学机械研磨设备，可以提升清洗装置的清洗效果。
6.本公开实施例提供如下技术方案：
7.本公开实施例提供一种清洗装置，包括喷淋件、两个供气件和两个清洗件，两个清洗件和两个供气件均分别设置于待清洗件的厚度方向的两侧；喷淋件和各供气件均与待清洗件间隔设置，喷淋件朝向待清洗件的一侧设置有喷淋口，各供气件朝向待清洗件的一侧均设置有多个供气口，在同一供气件上，多个供气口沿供气件的延伸方向间隔设置，供气件提供的气体的温度大于待清洗件的清洗前的温度。
8.本公开实施例提供的清洗装置，清洗装置可以包括喷淋件、两个供气件和两个清洗件，两个清洗件和两个供气件均分别设置于待清洗件的厚度方向的两侧。清洗件可以对待清洗件的表面进行清洗，供气件可以对待清洗件的表面进行加热。喷淋件和各供气件均与待清洗件间隔设置，喷淋件朝向待清洗件的一侧设置有喷淋口，通过喷淋口向待清洗件喷淋清洗液，以对待清洗件进行冲洗。各供气件朝向待清洗件的一侧均设置有多个供气口，在同一供气件上，多个供气口沿供气件的延伸方向间隔设置，供气口提供的气体的温度大于待清洗件的清洗前的温度。气体通过供气口吹至待清洗件的表面，以加热待清洗件的表面，提高待清洗件的表面和位于该表面上的清洗液的温度，从而提高清洗液的清洗能力，以提升清洗装置的清洗效果。
9.在一种可能的实施方式中，供气件的延伸方向设置为与待清洗件的中心至边缘的方向重合。
10.以便于各供气口吹出的气体可以在晶圆转动时吹扫整个待清洗件，另外，还使得
供气件的延伸长度较短，有利于降低供气件的成本。
11.在一种可能的实施方式中，供气件的延伸方向设置为与待清洗件的中心至边缘的方向错开。
12.有利于增加供气件的延伸长度，从而可以增加相邻两个供气口之间的距离，以降低相邻两个供气口的相互影响。
13.在一种可能的实施方式中，喷淋件的喷淋口为多个，多个喷淋口沿喷淋件的延伸方向间隔设置，喷淋件的延伸方向与供气件的延伸方向相同，且喷淋件靠近供气件设置，喷淋件在待清洗件上具有第一正投影，供气件在待清洗件上具有第二正投影，第一正投影相对于第二正投影位于待清洗件的转动方向的前方。
14.使得清洗液喷淋到的待清洗件的喷淋位置和气体吹扫到的待清洗件的吹扫位置距离较近、且使得刚被加热的部分晶圆可以立即被清洗液喷淋，从而有利于提高清洗液的温度，可以提高清洗液的清洗能力，以提高清洗装置的清洗效果。
15.在一种可能的实施方式中，两个供气件分别包括第一供气件和第二供气件，第一供气件的供气口为第一供气口，第二供气件的供气口为第二供气口；
16.多个第一供气口和多个第二供气口沿待清洗件的厚度方向一一对应设置。
17.可以对待清洗件厚度方向的两侧的相同位置同时进行加热，即可以同时对待清洗件同一位置的正反两面进行加热，可以提高对待清洗件的同一位置的加热效率。
18.在一种可能的实施方式中，在同一供气件上，多个供气口沿供气件的延伸方向排布成一条直线，从而可以简化结构、降低供气口的设置难度；
19.或者，在同一供气件上，相邻两个供气口沿供气件的延伸方向错开排布，从而有利于增加相邻两个供气口之间的距离，以减少相邻两个供气口之间的不良影响。
20.在一种可能的实施方式中，供气件的供气口凸出于供气件的表面设置，从而有利于观察供气口的状态，降低供气口的清洗和维修难度；
21.或者，供气件朝向待清洗件的一侧设置有多个凹槽，供气件的一个供气口对应设置于一个凹槽的槽底壁上，从而使得供气口内陷于供气件的外表面，以对供气口形成保护，还可以避免相邻两个供气口之间的相互影响；
22.或者，供气件的供气口与供气件的表面齐平，从而有利于观察供气口的状态，降低供气口的清洗和维修难度，另外，还可以对供气口形成一定保护。
23.在一种可能的实施方式中，在同一供气件上，沿供气件的延伸方向，各供气口的相对两侧均设置有挡气件，以降低相邻两个供气口之间的相互影响；
24.和/或，供气口为条形口，供气口沿供气件的延伸方向延伸，使得供气口提供的气体可以在保持高流速的前提下覆盖待清洗件的较广范围，从而提高气体的加热效率，还可以提高各供气口的气体对不同加热区域的加热精确度；
25.和/或，在同一供气件中，供气件中具有多个供气腔，多个供气口与多个供气腔一一连通，供气件包括靠近待清洗件的第一端和远离待清洗件的第二端，沿平行于待清洗件的延伸方向的截面，供气腔的截面面积沿第二端至第一端的方向逐渐减小或者先增大再减小，使得供气腔的第一端可以对气体起到聚集的效果，有利于提高气体经过供气口的速度，从而提高气体的加热效率。
26.在一种可能的实施方式中，清洗装置还包括多个加热器，各加热器中均包括换热
室、进气室、进气管道、出气室、出气管道、进液管道和出液管道；
27.对应设置的第一供气口和第二供气口连通至同一换热室，各加热器的换热室的温度均不相同，进气管道分别与进气室和气源连通，出气管道分别与出气室和供气口连通；
28.换热室中设置有液体通道和气体通道，进液管道和出液管道均与液体通道连通，进气室和出气室通过气体通道连通；液体通道中的液体温度大于进气室中的气体的温度，液体通道和气体通道热导通。
29.加热器可以用于对气体进行加热。
30.在一种可能的实施方式中，加热器包括过滤件，过滤件位于出气室中，气体通道通过过滤件与出气管道连通，过滤件可以除去气体中杂质；
31.和/或，清洗装置还包括温度传感件，温度传感件位于进气管道、出气管道、换热室和供气件中的至少一者上，温度传感件可以用于测定温度，可以根据温度传感件测定的温度信号，及时调整加热温度；
32.和/或，清洗装置还包括流量调节件，流量调节件位于进气管道、出气管道、进液管道和出液管道中的至少一者上，从而便于对清洗装置的气体和/或液体的流速进行控制；
33.和/或，清洗装置还包括压力传感件，压力传感件位于出气室中，从而可以用于检测出气室中的压力，并通过压力可以推断出出气室中气体的流量。
34.在一种可能的实施方式中，清洗装置还包括转动件，转动件的周向的侧壁与待清洗件的周向的侧壁转动抵接，且用于带动待清洗件转动；
35.和/或，清洗装置还包括驱动件，驱动件与清洗件连接，且用于带动清洗件沿清洗件的周向转动。
36.转动件可以用于带动待清洗件沿自身的周向转动，驱动件可以用于带动清洗件沿自身的周向转动，以提高清洗装置的自动化和清洗效率。
37.本公开实施例还提供一种化学机械研磨设备，包括上述清洗装置。
38.本公开的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
39.为了更清楚地说明本公开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以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本公开实施例提供的清洗装置清洗晶圆的局部结构示意图；
41.图2为本公开实施例提供的晶圆设置于两个供气件之间的结构示意图；
42.图3a为本公开实施例提供的清洗装置清洗晶圆的另一局部结构示意图；
43.图3b为本公开实施例提供的晶圆和一供气件的结构示意图；
44.图3c为本公开实施例提供的晶圆和一供气件的另一结构示意图；
45.图4为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的结构示意图；
46.图5为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的主视图；
47.图6为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一结构示意图；
48.图7为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一结构示意图；
49.图8为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一主视图；
50.图9为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一结构示意图；
51.图10为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的侧视图；
52.图11为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一侧视图；
53.图12为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一侧视图；
54.图13为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口的另一侧视图；
55.图14为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口和挡气件的侧视图；
56.图15为本公开实施例提供的供气件上设置有供气口和挡气件的另一侧视图；
57.图16为本公开实施例提供的出气管道组的结构示意图；
58.图17为本公开实施例提供的出气管道组的俯视图或侧视图；
59.图18为本公开实施例提供的出气管道组的主视图；
60.图19为本公开实施例提供的供气件的俯视图；
61.图20为本公开实施例提供的供气件的另一俯视图；
62.图21为本公开实施例提供的加热器的透视图；
63.图22为本公开实施例提供的加热器的另一透视图；
64.图23为本公开实施例提供的进气室和进气管道的结构示意图；
65.图24为本公开实施例提供的进气室和进气管道的主视图；
66.图25为本公开实施例提供的进气室和进气管道的侧视图；
67.图26为本公开实施例提供的进气室和进气管道的俯视图；
68.图27为本公开实施例提供的换热室、进液管道和出液管道的结构示意图；
69.图28为本公开实施例提供的换热室、进液管道和出液管道的主视图；
70.图29为本公开实施例提供的换热室、进液管道和出液管道的侧视图；
71.图30为本公开实施例提供的换热室、进液管道和出液管道的俯视图；
72.图31为本公开实施例提供的出气室和出气管道的结构示意图；
73.图32为本公开实施例提供的出气室和出气管道的主视图；
74.图33为本公开实施例提供的出气室和出气管道的侧视图；
75.图34为本公开实施例提供的出气室和出气管道的俯视图。
76.附图标记说明：
77.110：喷淋件；
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111：喷淋口；
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120：清洗件；
78.130：供气件；
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131：第一供气件；
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132：第二供气件；
79.133：供气口；
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1331：第一供气口；1332：第二供气口；
80.134：凹槽；
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135：挡气件；
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140：加热器；
81.141：换热室；
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1411：出气通道口；142：进气室；
82.143：出气室；
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1431：第一出气室；1432：第二出气室；
83.144：进气管道；
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145：出气管道；
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145a：出气管道组；
84.1451：保护件；
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146：进液管道；
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147：出液管道；
85.148：过滤件；
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1491：壳体；
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1492：壳顶壁；
86.1493：壳底壁；
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1494：壳侧壁；
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1495：第一隔离件；
87.1496：第二隔离件；151：温度传感件；
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152：流量调节件；
88.153：压力传感件；
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160：转动件；
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171：清洗液源；
89.172：清洗液；
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173：清洗液管道；
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200：晶圆。
具体实施方式
90.相关技术中，在晶圆完成cmp之后，可以采用清洗装置对晶圆进行清洗。可以将晶圆放置于并列设置的两个滚动式清洗刷之间，以对晶圆的正反两面同步进行清洗。清洗喷头与清洗液源连通，并通过清洗喷头向晶圆的表面喷淋清洗液，以对晶圆的表面进行冲洗。
91.然而，由于清洗液的温度较低，导致清洗液的清洗能力较低，从而导致清洗装置的清洗效果较差。
92.在相关示例一中，可以增大清洗液的流量和/或延长清洗液的冲洗时间，以提高清洗装置的清洗效果。但是，这样会导致清洗成本的增加和生产效率的降低，另外，通过增大清洗液的流量和/或延长清洗液的冲洗时间对清洗效果的提升有限。
93.在相关示例二中，可以对清洗液源或清洗液管道中的清洗液进行加热，以提高清洗液的温度，从而提高清洗液的清洗能力。但是，由于清洗液源以及清洗液管道均为固定的，更改固定的设备装置和管道的成本过高，且清洗装置对应的cmp软件系统不支持个性化的修改，降低了该方案的可实现性。另外，由于清洗液管道较长，导致对清洗液的温度的控制效果较差，而温度的改变会导致清洗液中的各种化学成分的溶解度的改变，从而无法提供稳定的高温清洗液，其次，高温清洗液中的至少部分化学成分对设备和管道具有较强的腐蚀性，从而容易损坏设备和管道，降低设备和管道的使用寿命。
94.本公开实施例提供一种清洗装置和化学机械研磨设备，清洗装置可以包括喷淋件、两个供气件和两个清洗件，两个清洗件和两个供气件均分别设置于待清洗件的厚度方向的两侧。清洗件可以对待清洗件的表面进行清洗，供气件可以对待清洗件的表面进行加热。喷淋件和各供气件均与待清洗件间隔设置，喷淋件朝向待清洗件的一侧设置有喷淋口，通过喷淋口向待清洗件喷淋清洗液，以对待清洗件进行冲洗。各供气件朝向待清洗件的一侧均设置有多个供气口，在同一供气件上，多个供气口沿供气件的延伸方向间隔设置，供气口提供的气体的温度大于待清洗件的清洗前的温度。气体通过供气口吹至待清洗件的表面，以加热待清洗件的表面，提高待清洗件的表面和位于该表面上的清洗液的温度，从而提高清洗液的清洗能力，以提升清洗装置的清洗效果。
95.与相关示例一相比，本公开实施例由于提高了清洗液的温度，清洗液的清洗能力较强，从而可以将清洗液的流量和/或清洗液的冲洗时间设置的较小，以降低生产成本和提高生产效率。
96.与相关示例二相比，本公开实施例通过额外增加供气件来提高待清洗件的表面温度，以提高清洗液的温度，从而无需对清洗液源和清洗液管道进行更改，可以降低硬件改造成本。另外，清洗液源和清洗液管道中的清洗液温度依然较低，从而可以降低清洗液中的至少部分化学成分对设备和管道的腐蚀性，延长设备和管道的使用寿命，以延长清洗装置的使用寿命。由于通过气体加热待清洗件的表面，再通过待清洗件的表面对清洗液加热，使得加热后的清洗液无需经过较长的清洗液管道，可以避免清洗液管道对清洗液温度的可控性的影响，从而提高了对清洗液温度的控制效果，还可以避免清洗液管道引起的清洗液中的
各种化学成分的溶解度的改变，以提供稳定的高温清洗液。
97.为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
98.本公开实施例提供的化学机械研磨设备可以包括化学机械研磨装置，化学机械研磨装置可以用于对待清洗件进行化学机械研磨(即cmp)。另外，化学机械研磨设备可以包括清洗装置，清洗装置可以用于清洗待清洗件。
99.以下将结合图1-图34对本公开实施例提供的清洗装置进行说明。
100.本公开实施例提供的清洗装置可以用于清洗待清洗件，待清洗件可以包括晶圆200或者其他半导体结构。本公开实施例以待清洗件为晶圆200为例进行说明。例如，清洗装置可以用于在晶圆200完成cmp之后对晶圆200进行清洗，以去除晶圆200表面残留的污染物，从而避免该污染物对晶圆200的后续工艺产生不良影响，避免该污染物导致晶圆200上的器件失效，提升晶圆200的良率。
101.参见图1和图2，清洗装置可以包括清洗件120，例如，清洗件120可以为清洗刷。清洗件120可以设置于晶圆200的厚度方向的至少一侧，从而可以对晶圆200的正面或者反面进行清洗。例如，晶圆200的正面可以为在cmp过程中被平坦化处理的一面，晶圆200的反面可以为与正面沿厚度方向相对设置的另一面。在完成cmp之后，残留的污染物可以覆盖晶圆200的正面和反面。本公开实施例以晶圆200的厚度方向的两侧均设置有清洗件120为例进行说明。清洗件120的数量可以为两个，两个清洗件120分别设置于晶圆200的厚度方向的两侧，即将晶圆200设置于两个清洗件120之间，从而可以对晶圆200的正反两面进行清洗。
102.示例性的，清洗装置还可以包括驱动件，驱动件可以与清洗件120连接，驱动件可以用于带动清洗件120沿清洗件120的周向转动。清洗件120可以与晶圆200接触，从而在清洗件120的转动过程中，清洗件120与晶圆200之间可以产生摩擦，以便于将污染物去除，从而减少晶圆200表面的污染物的数量。通过设置驱动件来驱动清洗件120转动，可以简化清洗件120的操作，提高清洗装置的自动化和清洗效率。
103.参见图3a，清洗装置可以包括喷淋件110，喷淋件110与晶圆200可以间隔设置，喷淋件110朝向晶圆200的一侧可以设置有喷淋口111，喷淋口111可以向晶圆200喷淋清洗液172。喷淋件110可以设置于晶圆200的至少一侧，从而可以对晶圆200的正面或反面进行冲洗。本公开实施例以晶圆200的厚度方向的两侧均设置有喷淋件110为例进行说明。喷淋件110的数量可以为两个，两个喷淋件110可以分别设置于晶圆200的厚度方向的两侧，即将晶圆200设置于两个喷淋件110之间，从而可以对晶圆200的正反两面进行冲洗。喷淋件110可以通过清洗液管道173与清洗液源171连通。清洗液源171可以包括化学试剂源和去离子水源，化学试剂源中的化学试剂可以具有一定腐蚀性。例如，化学试剂可以包括氢氟酸(hf)溶液、氨水(nh4oh)溶液、过氧化氢(h2o2)溶液等。在晶圆200的清洗过程中，可以转动清洗件120并向晶圆200喷淋化学试剂，化学试剂可以腐蚀掉晶圆200的表面的一层硅，进而可以带走附着于和/或键合于晶圆200表面上的污染物，然后，可以向晶圆200喷淋去离子水，通过去离子水冲洗掉化学试剂以及残余的部分污染物。其中，可以通过提高清洗液172的温度以调控污染物表面带电粒子的分布，进而可以改变污染物与晶圆200之间的电势，通过改变电
势以降低污染物与晶圆200表面的粘合力，从而增强清洗装置的清洗能力。
104.示例性的，各喷淋件110朝向晶圆200的一侧均可以设置有喷淋口111，喷淋口111的数量可以为至少一个。在同一喷淋件110上，当喷淋口111为多个时，多个喷淋口111可以沿喷淋件110的延伸方向间隔排布。
105.参见图1和图2，清洗装置可以包括供气件130，供气件130与晶圆200可以间隔设置，供气件130朝向晶圆200的一侧可以设置有供气口133，供气件130的供气口133提供的气体的温度大于晶圆200的清洗前的温度。气体可以通过供气口133吹至晶圆200的表面，以加热晶圆200的表面，从而提高晶圆200的表面和位于该表面上的清洗液172的温度，提高清洗液172的清洗能力，以提升清洗装置的清洗效果，从而可以减少或避免晶圆200上的污染物残留，提升晶圆200的良率。
106.与相关示例一相比，本公开实施例由于提高了清洗液172的温度，清洗液172的清洗能力较强，从而可以将清洗液172的流量和/或清洗液172的冲洗时间设置的较小，以降低生产成本和提高生产效率。
107.与相关示例二相比，本公开实施例通过额外增加供气件130来提高晶圆200的表面温度，以提高清洗液172的温度，从而无需对清洗液源171和清洗液管道173进行更改，可以降低硬件改造成本。另外，清洗液源171和清洗液管道173中的清洗液172的温度依然较低，从而可以降低清洗液172中的至少部分化学成分对设备和管道的腐蚀性，延长设备和管道的使用寿命，以延长清洗装置的使用寿命。由于气体加热晶圆200的表面，再通过晶圆200的表面对清洗液172加热，使得加热后的清洗液172无需经过较长的清洗液管道173，可以避免清洗液管道173对清洗液172温度的可控性的影响，从而提高了对清洗液172温度的控制效果，还可以避免清洗液管道173引起的清洗液172中的各种化学成分的溶解度的改变，以提供稳定的高温清洗液172。
108.可以理解的是，根据阿伦尼乌斯公式k＝ae-ea/rt
可知，化学反应速率通常随温度的升高而加快，而且成指数关系。其中，k为速率常数，r为摩尔气体常量，t为热力学温度，ea为表观活化能，a为指前因子(也称频率因子)。
109.示例性的，供气件130可以设置于晶圆200的至少一侧，从而可以对晶圆200的正面或反面进行加热。本公开实施例以晶圆200的厚度方向的两侧均设置有供气件130为例进行说明。供气件130的数量可以为两个，两个供气件130可以分别设置于晶圆200的厚度方向的两侧，即将晶圆200设置于两个供气件130之间，从而可以对晶圆200的正反两面进行气体加热。供气件130可以通过出气管道145与气源连通。气源中的气体可以包括氮气(n2)等惰性气体。
110.示例性的，参见图1和图2，各供气件130朝向晶圆200的一侧均可以设置有供气口133，供气口133的数量可以为至少一个。在同一供气件130上，当供气口133为多个时，多个供气口133可以沿供气件130的延伸方向间隔设置。在同一供气件130上，任意两个供气口133提供的气体的温度可以相同，或者，任意两个供气口133提供的气体温度可以不同。本公开实施例以同一供气件130上的多个供气口133提供的气体的温度均不相同为例进行说明。
111.一些实施例中，参见图1和图2，清洗装置可以包括转动件160，转动件160的周向的侧壁与晶圆200的周向的侧壁可以转动抵接，转动件160可以用于带动晶圆200沿自身的周向转动，从而使得清洗件120可以清洗晶圆200的范围更大，供气件130提供的气体、喷淋件
110提供的清洗液172均可以覆盖晶圆200的范围更大。例如，清洗件120可以清洗整个晶圆200、供气件130提供的气体、喷淋件110提供的清洗液172均可以覆盖整个晶圆200。通过设置转动件160来驱动晶圆200转动，可以提高清洗装置的自动化和清洗效率。
112.以下对本公开实施例提供的供气件130进行说明。
113.一些示例中，供气件130在晶圆200的所在平面上的正投影至少部分可以位于晶圆200中，从而使得供气件130与晶圆200在晶圆200的厚度方向具有交叠部分，可以减小供气件130和晶圆200的总的平面面积，有利于清洗装置的小型化，另外，交叠部分对应的供气件130的供气口133可以与晶圆200在晶圆200的厚度方向上相对设置，使得交叠部分的供气口133吹出的气体吹向晶圆200的距离更近、速度更快，有利于提高气体对晶圆200的加热效率。另一些示例中，供气件130在晶圆200的所在平面上的正投影可以位于晶圆200外，从而使得供气件130的设置位置更为灵活。本公开实施例以供气件130在晶圆200的所在平面上的正投影至少部分位于晶圆200中为例进行说明。例如，供气件130在晶圆200上的正投影，清洗件120在晶圆200上的正投影以及喷淋件110在晶圆200上的正投影中的任意两者可以相互错开，以避免供气件130、清洗件120和喷淋件110中的任意两者在装配时和工作过程中的相互影响。
114.示例性的，参见图3a和图3b,供气件130的延伸方向可以设置为与晶圆200的中心(即图3b中的中心o)至边缘的方向重合，在晶圆200的转动过程中，供气件130的各供气口133在晶圆200上的吹扫路径可以形成一个环形路径(图3a中示出了一个环线路径s。)，例如，一个供气口133在晶圆200上的吹扫路径可以形成一个环形路径，多个供气口133在晶圆200上的吹扫路径可以形成多个环形路径，当各供气口133在沿晶圆200的中心至边缘的方向的覆盖长度越长时，其形成的多个环形路径覆盖晶圆200的面积越大，即供气件130可以吹扫的晶圆200的面积越大。例如，供气件130的一端可以靠近晶圆200的中心设置，供气件130的另一端可以靠近晶圆200的边缘设置，以便于各供气口133吹出的气体可以在晶圆200转动时吹扫整个晶圆200，另外，还使得供气件130的延伸长度较短，有利于降低供气件130的成本。
115.示例性的，参见图3c，供气件130的延伸方向可以设置为与晶圆200的中心(即(即图3c中的中心o))至边缘的方向错开，使得供气件130的设置位置较为灵活。例如，供气件130的两端均可以靠近晶圆200的边缘设置，有利于增加供气件130的延伸长度，从而可以增加相邻两个供气口133之间的距离，以降低相邻两个供气口133的相互影响。可以理解的是，当清洗件120在晶圆200上的正投影靠近晶圆200的中心设置(例如，该正投影可以覆盖晶圆200的中心)、且该正投影延伸方向的两端均靠近晶圆200的边缘设置时，有利于增大清洗件120与晶圆200的接触面积，从而提高清洗件120的清洗能力。此时，将供气件130的延伸方向设置为与晶圆200的中心至边缘的方向错开，则多个供气口133对应的晶圆200上的受热区域在周向上形成错位，当供气件130的多个供气口133喷出的气体温度不同时，可以减缓晶圆200上相邻环形路径形成的区域之间的热扩散，有利于清洗过程中更精准的温度控制，以获得更精细的清洗效果。
116.示例性的，供气件130的延伸方向与清洗件120的延伸方向可以相同或者不同。当供气件130的延伸方向与清洗件120的延伸方向相交时，有利于增加供气件130提供的气体与清洗件120之间的距离，有利于减少气体对清洗件120的加热，从而提高气体对晶圆200的
加热效率。
117.示例性的，喷淋件110的延伸方向与供气件130的延伸方向可以相同或者不同。当喷淋件110的延伸方向与供气件130的延伸方向相同时，使得喷淋件110提供的清洗液172与供气件130提供的气体的方向较为一致，清洗液172可以较好的分布于各供气口133的气体在晶圆200上形成的环形路径中，以便于清洗液172对晶圆200实现较好的冲洗。例如，喷淋件110可以靠近供气件130设置，从而可以在气体对晶圆200进行加热后，立即将清洗液172喷淋至刚被吹扫的晶圆200附近，使得清洗液172喷淋到的晶圆200的喷淋位置和气体吹扫到的晶圆200的吹扫位置距离较近，由于喷淋位置距离吹扫位置越近，喷淋位置的晶圆200的表面的温度越高，从而有利于提高清洗液172的温度，从而可以提高清洗液172的清洗能力，以提高清洗装置的清洗效果。例如，喷淋件110在晶圆200上可以具有第一正投影，供气件130在晶圆200上可以具有第二正投影，第一正投影相对于第二正投影可以位于晶圆200的转动方向的前方，从而使得刚被气体吹扫加热的部分晶圆200可以立即转动至与喷淋件110相对的位置，使得刚被加热的部分晶圆200可以立即被清洗液172喷淋，从而进一步提高清洗液172的温度，以提高清洗装置的清洗效果。其中，参见图3a，晶圆200可以沿z方向转动(即逆时针方向转动)，转动方向的前方即z方向的箭头指向的方向。
118.示例性的，参见图4-图6，在同一供气件130上，多个供气口133可以沿供气件130的延伸方向排布成一条直线，从而可以简化结构、降低供气口133的设置难度。或者，参见图7-图9，在同一供气件130上，相邻两个供气口133可以沿供气件130的延伸方向错开排布，从而有利于增加相邻两个供气口133之间的距离，以减少相邻两个供气口133之间的不良影响。或者，可以部分数量的供气口133沿供气件130的延伸方向排布成一条直线，另一部分数量的供气口133中的相邻两个供气口133可以沿供气件130的延伸方向错开排布，其原理已经阐述，不再赘述。
119.示例性的，参见图10和图11，供气件130的供气口133可以凸出于供气件130的表面设置，从而有利于观察供气口133的状态，降低供气口133的清洗和维修难度。或者，参见图12和图13，供气件130朝向晶圆200的一侧可以设置有多个凹槽134，供气件130的一个供气口133对应设置于一个凹槽134的槽底壁上，从而使得供气口133内陷于供气件130的外表面，以对供气口133形成保护，还可以避免相邻两个供气口133之间的相互影响。或者，供气件130的供气口133可以与供气件130的表面齐平，从而有利于观察供气口133的状态，降低供气口133的清洗和维修难度，另外，还可以对供气口133形成一定保护。可以理解的是，在同一供气件130上，任意两个的供气口133相对于供气件130的表面的设置方式可以相同或者可以不同。
120.示例性的，供气口133的形状可以包括圆形、椭圆形、多边形、其他规则形状，或者不规则形状。例如，参见图4，供气口133可以为条形口(如呈狭缝)，供气口133可以沿供气件130的延伸方向延伸，使得供气口133提供的气体可以在保持高流速的前提下覆盖晶圆200的较广范围，从而提高气体的加热效率，还可以提高各供气口133的气体对不同加热区域的加热精确度。例如，供气口133的延伸长度可以为3cm。
121.示例性的，沿晶圆200的厚度方向，供气口133和晶圆200之间的距离范围可以为1cm-3cm,从而可以避免该距离过近而使得气体对晶圆200的冲击力过大，还可以避免该距离过远而降低气体的加热效果。例如，供气口133和晶圆200之间的距离可以为1cm、1.5cm、
2cm、2.5cm、3cm或者介于1cm-3cm之间的任意数值。
122.示例性的，参见图14和图15，相邻两个供气口133之间可以设置挡气件135，以降低相邻两个供气口133之间的相互影响。例如，在同一供气件130上，沿供气件130的延伸方向，各供气口133的相对两侧均可以设置有挡气件135，从而更好的降低每相邻两个供气口133之间的相互影响。
123.示例性的，出气管道145(图2)可以直接与供气口133连通，也可以通过其他结构件与供气口133连通。一个出气管道145可以对应同一供气件130上的至少一个供气口133，本公开实施例以一个出气管道145对应同一供气件130上的一个供气口133为例进行说明。一个出气管道145可以对应同一供气件130上的一个供气口133，从而通过不同出气管道145为不同的供气口133提供气体，以便于为不同的供气口133提供不同性质的气体，例如，不同的供气口133的气体的温度、种类、流量大小等可以不同，本技术实施例以不同的供气口133的气体的温度不同为例进行说明。其中，参见图16-图18，多个出气管道145可以用于形成出气管道组145a，多个出气管道145的外侧的至少部分可以包裹有保护件1451，从而对出气管道145形成保护。
124.在出气管道145通过其他结构件与供气口133连通的实施方式中，供气件130中可以设置有供气腔，出气管道145可以通过供气腔与供气口133连通。在同一供气件130中，供气件130中可以具有多个供气腔，多个供气口133与多个供气腔一一对应连通。一个出气管道145通过一个供气腔与一个供气口133连通。
125.示例性的，供气件130可以包括靠近晶圆200的第一端和远离晶圆200的第二端，沿平行于晶圆200的延伸方向的截面，供气腔的截面面积沿第二端至第一端的方向逐渐减小或者先增大再减小，从而使得供气腔的第一端的截面面积沿第二端至第一端的方向逐渐减小，供气腔的第一端可以对气体起到聚集的效果，有利于提高气体经过供气口133的速度，从而提高气体的加热效率。供气件130的形状与供气腔的形状可以大致相同。沿垂直于供气件130的延伸方向的截面，供气腔的截面形状可以包括圆形(图19)、椭圆形、梯形(图20)、三角形、其他规则形状或者不规则形状。
126.示例性的，参见图2，两个供气件130可以分别包括第一供气件131和第二供气件132，第一供气件131的供气口133可以为第一供气口1331，第二供气件132的供气口133可以为第二供气口1332，多个第一供气口1331和多个第二供气口1332沿晶圆200的厚度方向一一对应设置，从而可以对晶圆200厚度方向的两侧的相同位置同时进行加热，即可以同时对晶圆200同一位置的正反两面进行加热，可以提高对晶圆200的同一位置的加热效率。对应设置的第一供气口1331和第二供气口1332提供的气体的温度可以相同或者不同。本公开实施例以对应设置的第一供气口1331和第二供气口1332提供的气体的温度相同为例进行说明。当第一供气口1331和第二供气口1332提供的气体的温度相同时，第一供气口1331提供的气体在晶圆200上形成的环形路径与第二供气口1332提供的气体在晶圆200上形成的环形路径可以对应设置，从而可以通过第一供气口1331的气体和第二供气口1332的气体对该环形路径上的晶圆200的正反两面进行同步加热，使得位于该环形路径上的晶圆200各处的温度较为一致，从而可以提高对该环形路径上的晶圆200各处的温度的控制效果。
127.示例性的，同一供气件130上的不同供气口133提供的气体的温度可以相同或者不同。本公开实施例以同一供气件130上的不同供气口133提供的气体的温度不同为例进行说
明。不同的供气口133可以对应晶圆200的不同区域，各供气口133提供的气体可以形成对晶圆200分区调控的气帘，从而可以将晶圆200的不同区域加热至不同温度。例如，对于残留污染物较多、污染物不易清除的区域提供的气体的温度较高，对于残留污染物较少、污染物较易清除的区域提供的气体的温度较低，从而可以更有针对性的清洗晶圆200。
128.示例性的，参见图2和图21，同一供气件130上的不同的供气口133可以通过出气管道145分别连通至不同的加热器140，从而可以实现同一供气件130上的不同供气口133提供气体温度可以不同。对应设置的第一供气口1331和第二供气口1332可以连通至同一加热器140，从而便于为对应设置的第一供气口1331和第二供气口1332提供温度相同的气体，还可以减少加热器140的数量，简化清洗装置的结构，降低成本。例如，同一供气件130上的供气口133的数量可以为2个、3个、4个、5个或5个以上，以同一供气件130上的供气口133的数量为5个为例，可以设置5个加热器140，同一加热器140可以通过两个出气管道145分别连通对应设置的一个第一供气口1331和一个第二供气口1332，例如，同一加热器140可以通过第一出气管道和第一供气口1331连通，并通过第二出气管道和第二供气口1332连通。第一出气管道和第二出气管道可以直接与加热器140连通，也可以通过其他结构件与加热器140间接连通，例如，均可以通过第三出气管道实现与加热器140的连通。
129.以下对本公开实施例提供的同一加热器140进行说明。
130.参见图21，加热器140可以包括换热室141和进气管道144，进气管道144可以与换热室141和外部的气源连通，从而将气源的气体输送至换热室141，通过换热室141对气体进行加热，加热后的气体可以通过出气管道145、供气口133吹至晶圆200上，从而对晶圆200进行加热。
131.示例性的，参见图21，换热室141中可以设置有液体通道和气体通道，液体通道中的液体温度可以大于气源提供的气体的温度，液体通道和气体通道可以热导通。加热器140可以包括进液管道146和出液管道147，进液管道146和出液管道147均可以与液体通道连通，从而可以通过进液管道146为液体通道提供液体，并通过出液管道147排出液体。气体通过进气管道144进入气体通道后被液体通道中的液体加热，然后，气体通道中的气体通过出气管道145、供气口133吹至晶圆200上。例如，液体可以包括去离子水或其他液体。
132.示例性的，参见图21，进气管道144和换热室141之间可以设置进气室142，液体通道中的液体温度可以大于进气室142中的气体的温度。通过进气室142向换热室141提供气体，由于进气室142和换热室141之间的流通面积较大，使得进气室142可以同时向气体通道各处提供气体，以加快气体在气体通道各处的分布速度，从而提高换热室141的加热效率。
133.可以理解的是，不同的换热室141中的液体通道中的液体的温度可以不同，即换热室141的温度不同，从而可以将不同换热室141中的气体加热至不同温度。
134.示例性的，参见图21，出气管道145和换热室141之间可以设置出气室143，进气室142和出气室143可以通过气体通道连通。由于出气室143与换热室141之间的流通面积较大，可以加快换热室141中的气体的排出速度，有利于提高换热室141的气体流通效率。
135.示例性的，加热器140可以包括过滤件148，过滤件148可以位于出气室143中，气体通道通过过滤件148与出气管道145连通。即气体通道的气体先经过过滤件148以除去气体中杂质(例如，颗粒物)，然后通过出气管道145、供气口133吹至晶圆200上。过滤件148可以将出气室143分割为连通的第一出气室1431和第二出气室1432，第一出气室1431与气体通
道连通，第二出气室1432与出气管道145连通。
136.在加热器140同时设置有进气室142、换热室141、出气室143和过滤件148的实施方式中，气源中的气体依次通过进气管道144、进气室142、气体通道、第一出气室1431、过滤件148、第二出气室1432、出气管道145和供气口133后，吹至晶圆200上。
137.例如，气体通道的进气通道口可以位于换热室141朝向进气室142的一侧，进气通道口可以为多个，多个进气通道口可以间隔设置。气体通道的出气通道口1411(图22)可以位于换热室141朝向出气室143的一侧，出气通道口1411可以为多个，多个出气通道口1411可以间隔设置。
138.以下对本公开实施例提供的传感器和流量调节件152进行说明。
139.示例性的，参见图21，清洗装置可以包括温度传感件151，温度传感件151可以用于测定温度，可以根据温度传感件151测定的温度信号，及时调整加热温度。温度传感件151可以位于进气管道144、出气管道145、换热室141和供气件130中的至少一者上，从而有利于控制换热室141以及供气口133提供的气体的温度，实现控制晶圆200的温度。在进气管道144上设置有温度传感件151的实施方式中，温度传感件151可以检测气体流入加热器140的温度。在出气管道145上设置有温度传感件151的实施方式中，温度传感件151可以检测气体流出加热器140的温度。在换热室141设置有温度传感件151的实施方式中，可以将温度传感件151设置于液体通道上，以检测液体的温度。在供气件130上设置有温度传感件151的实施方式中，温度传感件151可以设置在供气口133的一侧，以对供气口133提供的气体的温度进行检测，从而可以更加精准的控制晶圆200的温度。当同一供气件130的不同供气口133提供的气体温度不同时，一个供气口133可以与一个温度传感件151对应设置，从而可以对不同的供气口133提供的气体的温度进行测定。供气件130上的温度传感件151可以与供气口133间隔设置，从而可以避免供气口133吹出的气体直接吹至温度传感件151上而对温度传感件151造成不良影响。由于本公开实施例提供的清洗装置引进了温度调控和分区调控的气帘,增加了制程调控的多样性。
140.示例性的，参见图21，清洗装置可以包括流量调节件152，流量调节件152可以位于进气管道144、出气管道145、进液管道146和出液管道147中的至少一者上，从而便于对清洗装置的气体和/或液体的流速进行控制。当流量调节件152位于进气管道144、出气管道145中的至少一者上时，可以对气体流入和/或流出加热器140的流量进行调节。当流量调节件152位于进液管道146和出液管道147中的至少一者上，可以对液体流入和/或流出加热器140的流量进行调节。
141.示例性的，参见图21，清洗装置可以包括压力传感件153，压力传感件153可以用于测定压力。压力传感件153可以位于出气室143、进气室142、气体通道和液体通道中的至少一者。例如，压力传感件153可以位于出气室143中，从而可以用于检测出气室143中的压力，并通过压力可以推断出出气室143中气体的流量。
142.示例性的，参见图22，加热器140可以包括壳体1491，壳体1491可以包括沿厚度方向间隔设置的壳底壁1493和壳顶壁1492，以及位于壳顶壁1492与壳底壁1493之间的壳侧壁1494，壳体1491可以对位于壳体1491内的结构件起到保护作用。壳体1491中可以具有容置腔，容置腔中可以设置有第一隔离件1495和第二隔离件1496。参见图23-图26，第一隔离件1495、壳底壁1493和部分壳侧壁1494可以围设形成进气室142。参见图27-图30，第一隔离件
1495、第二隔离件1496和部分壳侧壁1494可以围设形成换热室141。参见图31-图34，第二隔离件1496、壳顶壁1492和部分壳侧壁1494可以围设形成出气室143。其中，气体通道的进气通道口可以位于第一隔离件1495上，气体通道的出气通道口1411可以位于第二隔离件1496上。
143.可以理解的是，温度传感件151、压力传感件153和流量调节件152中的任意一者或多者还可以设置于清洗装置的其他位置，从而满足不同的适用场景。
144.这里需要说明的是，本公开实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
145.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种清洗装置，其特征在于，包括：喷淋件、两个供气件和两个清洗件，两个所述清洗件和两个所述供气件均分别设置于待清洗件的厚度方向的两侧；所述喷淋件和各所述供气件均与所述待清洗件间隔设置，所述喷淋件朝向所述待清洗件的一侧设置有喷淋口，各所述供气件朝向所述待清洗件的一侧均设置有多个供气口，在同一所述供气件上，多个所述供气口沿所述供气件的延伸方向间隔设置，所述供气件提供的气体的温度大于所述待清洗件的清洗前的温度。2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述供气件的延伸方向设置为与所述待清洗件的中心至边缘的方向重合。3.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述供气件的延伸方向设置为与所述待清洗件的中心至边缘的方向错开。4.根据权利要求1-3任一所述的清洗装置，其特征在于，所述喷淋件的所述喷淋口为多个，多个所述喷淋口沿所述喷淋件的延伸方向间隔设置，所述喷淋件的延伸方向与所述供气件的延伸方向相同，且所述喷淋件靠近所述供气件设置，所述喷淋件在所述待清洗件上具有第一正投影，所述供气件在所述待清洗件上具有第二正投影，所述第一正投影相对于所述第二正投影位于所述待清洗件的转动方向的前方。5.根据权利要求1-3任一所述的清洗装置，其特征在于，两个所述供气件分别包括第一供气件和第二供气件，所述第一供气件的所述供气口为第一供气口，所述第二供气件的所述供气口为第二供气口；多个所述第一供气口和多个所述第二供气口沿所述待清洗件的厚度方向一一对应设置。6.根据权利要求1-3任一所述的清洗装置，其特征在于，在同一所述供气件上，多个所述供气口沿所述供气件的延伸方向排布成一条直线；或者，在同一所述供气件上，相邻两个所述供气口沿所述供气件的延伸方向错开排布。7.根据权利要求1-3任一所述的清洗装置，其特征在于，在同一所述供气件上，沿所述供气件的延伸方向，各所述供气口的相对两侧均设置有挡气件；和/或，所述供气口为条形口，所述供气口沿所述供气件的延伸方向延伸；和/或，在同一所述供气件中，所述供气件中具有多个供气腔，多个所述供气口与多个所述供气腔一一连通，所述供气件包括靠近所述待清洗件的第一端和远离所述待清洗件的第二端，沿平行于所述待清洗件的延伸方向的截面，所述供气腔的截面面积沿所述第二端至所述第一端的方向逐渐减小或者先增大再减小。8.根据权利要求5所述的清洗装置，其特征在于，还包括多个加热器，各所述加热器中均包括换热室、进气室、进气管道、出气室、出气管道、进液管道和出液管道；对应设置的所述第一供气口和所述第二供气口连通至同一所述换热室，各所述加热器的所述换热室的温度均不相同，所述进气管道分别与所述进气室和气源连通，所述出气管道分别与所述出气室和所述供气口连通；所述换热室中设置有液体通道和气体通道，所述进液管道和所述出液管道均与所述液体通道连通，所述进气室和所述出气室通过所述气体通道连通；所述液体通道中的液体温度大于所述进气室中的气体的温度，所述液体通道和所述气体通道热导通。9.根据权利要求8所述的清洗装置，其特征在于，所述加热器包括过滤件，所述过滤件
位于所述出气室中，所述气体通道通过所述过滤件与所述出气管道连通；和/或，所述清洗装置还包括温度传感件，所述温度传感件位于所述进气管道、所述出气管道、所述换热室和所述供气件中的至少一者上；和/或，所述清洗装置还包括流量调节件，所述流量调节件位于所述进气管道、所述出气管道、所述进液管道和所述出液管道中的至少一者上；和/或，所述清洗装置还包括压力传感件，所述压力传感件位于所述出气室中。10.一种化学机械研磨设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的清洗装置。

技术总结
本公开提供一种清洗装置和化学机械研磨设备，清洗装置包括喷淋件、两个供气件和两个清洗件，两个清洗件和两个供气件均分别设置于待清洗件的厚度方向的两侧；喷淋件和各供气件均与待清洗件间隔设置，喷淋件朝向待清洗件的一侧设置有喷淋口，各供气件朝向待清洗件的一侧均设置有多个供气口，在同一供气件上，多个供气口沿供气件的延伸方向间隔设置，供气件提供的气体的温度大于待清洗件的清洗前的温度。气体通过供气口吹至待清洗件的表面，以加热待清洗件的表面，提高待清洗件的表面和位于该表面上的清洗液的温度，从而提高清洗液的清洗能力，以提升清洗装置的清洗效果。因此，本公开提供的清洗装置和化学机械研磨设备，可提升清洗装置的清洗效果。装置的清洗效果。装置的清洗效果。


技术研发人员：李磊磊 胡俊杰 肖畅 张明堂 吕新强 桂辉辉
受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/10/8