本发明涉及材料清洗技术领域，尤其涉及一种化学机械抛光保持环的清洗方法。
背景技术：
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10-20μm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，首先在当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。
化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing，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作用之间的有机结合，在被抛光工件的表面形成光洁表面。
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12-13次，而进入10nm节点后，cmp抛光的次数翻了一番，达到25-26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。
在使用cmp技术对晶圆进行抛光的过程中，需要通过保持环(retainingring)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。
虽然现有的保持环材料包括pps、pc、arlonl330(ptfe/peek)、arlonex-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。由于机加工过程中，尤其是对螺纹孔进行机加工过程中，常常会使用各种机油等作为润滑剂，导致保持环表面尤其是保持环的螺纹孔内残存了附着力强且难以清洗的油污，如果将未清洗干净的保持环直接用于cmp抛光过程中，将严重污染晶圆，造成晶圆的报废。但是，现有技术还未公开一种有效的保持环清洗方法。
综上所述，目前亟需开发一种行之有效的化学机械抛光保持环的清洗方法。
技术实现要素：
鉴于现有技术中存在的问题，本发明提出一种化学机械抛光保持环的清洗方法，所述清洗方法采用化学清洗液依次进行针对整体的超声清洗、针对螺纹孔的浸泡清洗以及针对整体的擦拭清洗，然后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。所述清洗方法采用多种形式的清洗，对化学机械抛光保持环进行了全方位的清洗操作，尤其是对化学机械抛光保持环的螺纹孔内部进行了细致的浸泡清洗，有效地清除了残留在化学机械抛光保持环上的油污，提高了化学机械抛光保持环的清洗质量和清洗效果，进而防止了化学机械抛光保持环在使用过程中污染晶圆。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种化学机械抛光保持环的清洗方法，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化学清洗液中进行超声清洗，然后取出并进行干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的化学机械抛光保持环的螺纹孔内加入化学清洗液进行浸泡清洗，然后进行干燥；
(3)采用化学清洗液对步骤(2)干燥后的化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗，然后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。
本发明所述清洗方法采用化学清洗液依次进行了针对整体的超声清洗、针对螺纹孔的浸泡清洗以及针对整体的擦拭清洗，通过多种形式的清洗，对化学机械抛光保持环进行了全方位的清洗操作，尤其是对化学机械抛光保持环的螺纹孔内部进行了细致的浸泡清洗，有效地清除了残留在化学机械抛光保持环上的油污，提高了化学机械抛光保持环的清洗质量和清洗效果，进而防止了化学机械抛光保持环在使用过程中污染晶圆；
而且，采用化学清洗液先针对化学机械抛光保持环的整体进行超声清洗，可以有效地将附着在外表面和螺纹孔上的油污进行大部分地清洗去除，随后针对螺纹孔进行浸泡清洗，可以将超声清洗后仍残留在螺纹孔内部的油污彻底去除，最后通过针对整体的擦拭清洗可以保证前面清洗和干燥过程中产生的细小油污痕迹彻底去除，从而达到了用于化学机械抛光所需的洁净度要求。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述化学清洗液为异丙醇。
优选地，所述异丙醇的纯度≥99.9wt％。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述超声清洗的时间为5-20min，例如5min、7min、10min、12min、15min、18min或20min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述超声清洗的超声电功率为200-500w，例如200w、250w、300w、350w、400w、450w或500w等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述超声清洗的超声工作频率为30-100khz，例如30khz、40khz、50khz、60khz、70khz、80khz、90khz或100khz等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述浸泡清洗包括：
将化学清洗液滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平。
本发明所述浸泡清洗可以通过浸泡作用，对尺寸较小的螺纹孔进行彻底有效地清洗，去除螺纹孔内部残留的油污。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述浸泡清洗的时间为30-60s，例如30s、35s、40s、45s、50s、55s或60s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
作为本发明优选的技术方案，在步骤(2)所述浸泡清洗之后，步骤(2)所述干燥之前，还包括棉签掏洗。
优选地，所述棉签掏洗包括：将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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。
本发明所述棉签掏洗采用的棉签大小以待清洗的螺纹孔大小来决定，本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。
本发明所述棉签掏洗依据螺纹孔内部螺纹的螺旋方向确定了顺时针的掏洗方向，而且掏洗至少3圈，且掏洗过程中棉签适度抵靠螺纹孔内部侧壁，均可以有效地去除尺寸细小的螺纹孔内部残留的油污。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)所述擦拭清洗包括：
采用浸有化学清洗液的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗。
优选地，步骤(3)所述擦拭清洗沿着所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行至少3圈擦拭清洗。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述干燥均为气体吹干。
优选地，所述气体吹干包括：
将气体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，所述气体吹干采用的气体为氮气或干燥的压缩空气。
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10-30s，例如10s、15s、20s、25s或30s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明所述气体吹干尤其控制对所述化学机械抛光保持环的螺纹孔的干燥时间为10-30s，是为了充分保证尺寸细小的螺纹孔内部残留的油污和化学清洗剂能够有效去除。
作为本发明优选的技术方案，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纯度≥99.9wt％的异丙醇中，进行5-20min的超声清洗，然后将所述化学机械抛光保持环取出，将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s；
其中，控制所述超声清洗的超声电功率为200-500w，所述超声清洗的超声工作频率为30-100khz；
(2)将纯度≥99.9wt％的异丙醇滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平，控制所述浸泡清洗的时间为30-60s，然后将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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，随后将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s；
(3)采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行至少3圈擦拭清洗，随后将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s，最后进行真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明所述清洗方法采用化学清洗液依次进行了针对整体的超声清洗、针对螺纹孔的浸泡清洗以及针对整体的擦拭清洗，通过多种形式的清洗，对化学机械抛光保持环进行了全方位的清洗操作，尤其是对化学机械抛光保持环的螺纹孔内部进行了细致的浸泡清洗，有效地清除了残留在化学机械抛光保持环上的油污，提高了化学机械抛光保持环的清洗质量和清洗效果，进而防止了化学机械抛光保持环在使用过程中污染晶圆。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，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纯度≥99.9wt％的异丙醇中，进行10min的超声清洗，然后将所述化学机械抛光保持环取出，将干燥的压缩空气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，尤其控制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20s；
其中，控制所述超声清洗的超声电功率为300w，所述超声清洗的超声工作频率为50khz；
(2)将纯度≥99.9wt％的异丙醇滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平，控制所述浸泡清洗的时间为50s，然后将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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3圈掏洗，随后将干燥的压缩空气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，尤其控制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20s；
(3)采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行3圈擦拭清洗，随后将干燥的压缩空气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，尤其控制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20s，最后进行真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗。
经过本实施例所述清洗方法，化学机械抛光保持环未出现脏污情况，而且在真空包装内的负压环境下，螺纹孔内并未出现脏污流出。
实施例2
本实施例提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，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纯度≥99.9wt％的异丙醇中，进行5min的超声清洗，然后将所述化学机械抛光保持环取出，将干燥的压缩空气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，尤其控制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10s；
其中，控制所述超声清洗的超声电功率为500w，所述超声清洗的超声工作频率为100khz；
(2)将纯度≥99.9wt％的异丙醇滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平，控制所述浸泡清洗的时间为30s，然后将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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4圈掏洗，随后将干燥的压缩空气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，尤其控制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10s；
(3)采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行4圈擦拭清洗，随后将干燥的压缩空气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，尤其控制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10s，最后进行真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗。
经过本实施例所述清洗方法，化学机械抛光保持环未出现脏污情况，而且在真空包装内的负压环境下，螺纹孔内并未出现脏污流出。
实施例3
本实施例提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，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纯度≥99.9wt％的异丙醇中，进行20min的超声清洗，然后将所述化学机械抛光保持环取出，将氮气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，尤其控制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30s；
其中，控制所述超声清洗的超声电功率为200w，所述超声清洗的超声工作频率为30khz；
(2)将纯度≥99.9wt％的异丙醇滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平，控制所述浸泡清洗的时间为60s，然后将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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3圈掏洗，随后将氮气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，尤其控制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30s；
(3)采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行3圈擦拭清洗，随后将氮气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，尤其控制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30s，最后进行真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗。
经过本实施例所述清洗方法，化学机械抛光保持环未出现脏污情况，而且在真空包装内的负压环境下，螺纹孔内并未出现脏污流出。
对比例1
本对比例提供了一种化学机械抛光保持环的清洗方法，直接采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面进行打湿和擦拭清洗，直至肉眼看不见污渍为止。
经过本对比例所述清洗方法，化学机械抛光保持环表面仍然残存有微量脏污，而且在真空包装内的负压环境下，螺纹孔内会有脏污流出。
综上所述，本发明所述清洗方法采用化学清洗液依次进行了针对整体的超声清洗、针对螺纹孔的浸泡清洗以及针对整体的擦拭清洗，通过多种形式的清洗，对化学机械抛光保持环进行了全方位的清洗操作，尤其是对化学机械抛光保持环的螺纹孔内部进行了细致的浸泡清洗，有效地清除了残留在化学机械抛光保持环上的油污，提高了化学机械抛光保持环的清洗质量和清洗效果，进而防止了化学机械抛光保持环在使用过程中污染晶圆。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
技术特征：
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化学清洗液中进行超声清洗，然后取出并进行干燥；
(2)将步骤(1)干燥后的化学机械抛光保持环的螺纹孔内加入化学清洗液进行浸泡清洗，然后进行干燥；
(3)采用化学清洗液对步骤(2)干燥后的化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗，然后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。
2.按照权利要求1所述的清洗方法，其特征在于，所述化学清洗液为异丙醇；
优选地，所述异丙醇的纯度≥99.9wt％。
3.按照权利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)所述超声清洗的时间为5-20min。
4.按照权利要求1-3任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)所述超声清洗的超声电功率为200-500w；
优选地，步骤(1)所述超声清洗的超声工作频率为30-100khz。
5.按照权利要求1-4任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(2)所述浸泡清洗包括：
将化学清洗液滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平。
6.按照权利要求1-5任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(2)所述浸泡清洗的时间为30-60s。
7.按照权利要求1-6任一项所述的清洗方法，其特征在于，在步骤(2)所述浸泡清洗之后，步骤(2)所述干燥之前，还包括棉签掏洗；
优选地，所述棉签掏洗包括：将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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。
8.按照权利要求1-7任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(3)所述擦拭清洗包括：
采用浸有化学清洗液的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面进行擦拭清洗；
优选地，步骤(3)所述擦拭清洗沿着所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行至少3圈擦拭清洗。
9.按照权利要求1-8任一项所述的清洗方法，其特征在于，步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)所述干燥均为气体吹干；
优选地，所述气体吹干包括：
将气体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，所述气体吹干采用的气体为氮气或干燥的压缩空气；
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10-30s。
10.按照权利要求1-9任一项所述的清洗方法，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纯度≥99.9wt％的异丙醇中，进行5-20min的超声清洗，然后将所述化学机械抛光保持环取出，将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s；
其中，控制所述超声清洗的超声电功率为200-500w，所述超声清洗的超声工作频率为30-100khz；
(2)将纯度≥99.9wt％的异丙醇滴入所述化学机械抛光保持环的螺纹孔内，且所述化学清洗液的液面和所述化学机械抛光保持环的表面持平，控制所述浸泡清洗的时间为30-60s，然后将棉签深入正在进行所述浸泡清洗的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，随后将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s；
(3)采用浸有纯度≥99.9wt％的异丙醇的无尘净化布，在所述化学机械抛光保持环的外表面，按照顺时针方向进行至少3圈擦拭清洗，随后将氮气或干燥的压缩空气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，尤其控制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10-30s，最后进行真空包装，完成对所述化学机械抛光保持环的清洗。
技术总结
本发明涉及一种化学机械抛光保持环的清洗方法，所述清洗方法采用化学清洗液依次进行针对整体的超声清洗、针对螺纹孔的浸泡清洗以及针对整体的擦拭清洗，然后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。所述清洗方法采用多种形式的清洗，对化学机械抛光保持环进行了全方位的清洗操作，尤其是对化学机械抛光保持环的螺纹孔内部进行了细致的浸泡清洗，有效地清除了残留在化学机械抛光保持环上的油污，提高了化学机械抛光保持环的清洗质量和清洗效果，进而防止了化学机械抛光保持环在使用过程中污染晶圆。
技术开发人、权利持有人：姚力军;潘杰;惠宏业;王学泽;王徐
