CN110153077A - 一种基板清洗头及基板清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基板清洗头，包括：具有一定厚度的圆盘状基座及同心连接于所述基座下表面的圆形清洁垫，所述基座沿厚度方向具有多个流体通道，所述清洁垫具有多个通孔，每个通孔耦合至不同的流体通道，使得清洗液可经由所述多个通孔中的一部分喷射至基板表面并在与基板表面的污染物结合后经由另一部分通孔吸走。
Description
技术领域
本发明属于化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种基板清洗头及基板清洗装置。
背景技术
随着半导体产业的迅速发展，集成电路特征尺寸不断趋于微细化，半导体晶片向小体积、高电路密集度、快速、低耗电方向发展，集成电路现已进入特大规模集成电路亚微米级的技术阶段。伴随着硅晶片直径的逐渐增大，元件内刻线宽度逐步缩小，金属层数的增多，半导体薄膜表面的平坦化对器件的高性能、低成本、高成品率有着重要的影响，硅晶片表面的平整度要求将日趋严格。
目前，化学机械抛光(CMP，Chemical Mechanical Planarization)作为获得全局平面化效果的平整化技术，已经发展成集抛光、基板传输、在线量测、清洗等技术于一体的化学机械抛光技术。这种化学机械抛光方法通常将基板吸合在承载头的下部，基板具有沉积层的一面抵接于旋转的抛光垫上，承载头在驱动部件的带动下与抛光垫同向旋转并给予基板向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在基板与抛光垫之间，在化学及机械的综合作用下完成基板全局抛光。在基板进行化学机械抛光后，会在基板表面残留加工的移除物和抛光液，为了及时去除基板表面的污染物，化学机械抛光设备配置对应的清洗单元。
目前，清洗单元主流的配置有基板垂直方式清洗和基板水平方式清洗，每种基板清洗单元配置又不相同。垂直方式的清洗单元可以节省设备空间，兆声清洗和刷洗的工艺一致性更好，但甩干过程中由于受重力影响，干燥效果不如水平方式，而水平方式的清洗单元又不利于污染物及时移出基板表面。
因此，亟需设计一种基板清洗头及基板清洗装置，解决现有技术中存在的技术问题。
发明内容
本发明旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基板清洗头，包括具有一定厚度的圆盘状基座及同心连接于所述基座下表面的圆形清洁垫，所述基座沿厚度方向具有多个流体通道，所述清洁垫具有多个通孔，每个通孔耦合至不同的流体通道，使得清洗液可经由所述多个通孔中的一部分喷射至基板表面并在与基板表面的污染物结合后经由另一部分通孔吸走。
优选的，所述通孔沿所述清洁垫的具有不同直径的圆周等距均匀分布。
优选的，所述通孔沿所述清洁垫的半径方向等距均匀分布。
优选的，相邻的两个通孔分别用于喷射和吸走清洗液。
优选的，所述清洁垫的半径小于所述基座的半径。
优选的，所述基座与清洁垫之间可拆卸地设置有连接板，所述连接板具有与清洁垫同样分布的通孔，使得清洗液可以经由耦合的流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔喷射至基板表面，或者，使得清洗液经由耦合的清洁垫的通孔、连接板的通孔、流体通道从基板表面吸走。
优选的，所述流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔的截面半径不同。
优选的，所述流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔的内壁的疏水性不同。
优选的，所述清洁垫的下表面设置有多个凸起。
优选的，所述清洁垫的半径小于基板的半径。
同时，本发明还提供了一种基板清洗装置，其包括上面任一项所述的基板清洗头。
优选的，所述一种基板清洗装置还包括清洗头驱动装置、基板固定装置、清洗液管路、气体管路，使得所述清洗头可距基板表面一定距离平行于基板表面移动，所述清洗液管路和气体管路分别将清洗头与供液单元和抽气单元连接。
本申请所述的基板清洗头及其基板清洗装置，其结构合理，能够快速移除基板表面的污染物，高效清洗基板表面。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明的保护范围，其中：
图1是本发明所述基板清洗头的结构示意图；
图2是图1对应基板清洗头的部件拆解图；
图3至图4是本发明之清洁垫上通孔的分布示意图；
图5是本发明所述基板清洗头另一实施例的结构示意图；
图6a、6b、6c、6d是本发明所述基板清洗头其他实施例的结构示意图；
图7是本发明之清洁垫的立体图；
图8是本发明所述基板清洗装置的结构示意图；
图9是图8中基板清洗头及其连接管路的示意图；
图10是本发明所述基板清洗装置另一实施例的结构示意图；
图11至图12是本发明所述清洗头驱动装置的结构示意图。
其中，数字附图标记的含义如下：
1000-基板清洗装置；
100-清洗头；
200-基板固定装置；
300-清洗头驱动装置；
301-横杆；302-竖杆；
10-基座；11-流体通道；1101-上方开口；1102-下方开口；
20-清洁垫；21-通孔；22-凸起；
30-基板夹持装置；31-通孔；
40-清洗液管路；
50-气体管路；
60-供液单元；
70-抽气单元；
80-旋转电机；
90-污染物和/或飞溅的清洗液。
具体实施方式
下面结合具体实施例及其附图，对本发明所述技术方案进行详细说明。在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思；这些说明均是解释性和示例性的，不应理解为对本发明实施方式及本发明保护范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书及其说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。应当理解的是，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制，相同的参考标记用于表示附图中相同的部分。
本发明所述基板清洗头的结构示意图，如图1及图2所示，基板清洗头100包括基座10及清洁垫20，所述基座10为圆盘状结构，基座10沿轴线方向具有一定厚度，所述基座10沿其厚度方向贯穿设置有多个平行于基座10的轴线的流体通道11，所述流体通道11上方延伸至基座10的上表面并在所述上表面形成上方开口1101，所述流体通道11下方延伸至基座10的下表面并在所述下表面形成下方开口1102，使得外部的清洗液或气体可以经由清洗头100的流体通道11的上方开口1101流入清洗头100并从流体通道11的下方开口1102流出，从而使外部的清洗液或气体喷射至待清洗基板的表面；类似的，喷射至待清洗基板表面的清洗液与基板表面的污染物结合后，受到流体通道11的下方开口1102的负压作用而从清洗头100的流体通道11的下方开口1102被吸入清洗头100并从清洗头100的流体通道11的上方开口1101流出，以实现将基板表面的污染物通过清洗头100的流体通道11吸走，进而完成对基板表面的清洗。
在图1所示的实施例中，用于喷射清洗液的流体通道11的截面半径小于用于吸走含有污染物的清洗液的流体通道11的截面半径，以保证清洗液由清洁垫20的通孔21喷射的速度以及经由清洁垫20的通孔21抽吸含有污染物的清洗液的效果。可以理解的是，用于喷射清洗液的流体通道11的截面半径与用于吸走含有污染物的清洗液的流体通道11的截面半径也可以相同。
可拆卸地同心连接于基座10下表面的清洁垫20为圆形结构，所述圆形结构的上表面与下表面平行从而使清洁垫20沿直径方向具有均匀厚度，并且所述清洁垫20的上表面和下表面均为平面；根据本发明实施例的一个方面，清洁垫20的下表面可设置多个凸起22；清洁垫20的厚度为0.1mm至22mm，优选的，清洁垫20的厚度为10mm至20mm，使得清洁垫20可以吸附/吸收一定量的诸如清洗液之类的液体，清洁垫20在吸附/吸收所述液体之后会变得柔软，从而保证清洁垫20在与待清洗基板表面接触时能够有效移除污染物并且不对所述待清洗基板表面造成损伤，即保证清洁垫20在清洗基板表面的同时不损伤基板的特征结构；根据本发明实施例的另一方面，清洁垫20由多孔聚合材料制成，具体地，清洁垫20可由聚乙烯醇聚合物、丙烯酸聚合物、聚氧乙烯聚合物、聚醚聚合物、缩聚物及氨基甲酸乙酯树脂的任意一种聚合材料制成。
清洁垫20具有多个沿其厚度方向竖直贯穿设置的通孔21，清洁垫20的每个通孔21与基座10的不同的流体通道11一一对应连通，使得清洗液可经由基座10的流体通道11及清洁垫20的通孔21喷射至待清洗基板的表面，或者，使得清洗液与基板表面的污染物结合后经由清洁垫20的通孔21及基座10的流体通道11输送至清洗头100外部。
具体地，所述清洁垫20的通孔21与清洗头100的所述流体通道11的下方开口1102耦合连接，使得清洗液可以沿所述流体通道11从上至下流动，即经由清洗头100的流体通道11的上方开口1101、清洗头100的流体通道11、下方开口1102、清洁垫20的通孔21喷射至待清洗基板的表面，或者，使得清洗液与基板表面的污染物结合后，在流体通道11所传递的负压的作用下，通过清洁垫20的通孔21将所述含有污染物的清洗液自下至上吸走，即使得含有污染物的清洗液经由清洁垫20的通孔21、流体通道11的下方开口1102、流体通道11及流体通道11的上方开口1101输送至清洗头的外部。
如图3所示，所述通孔21分布在所述清洁垫20的具有不同半径的圆周上，使得清洗液可在基板表面与清洗头100之间持续流动；图3示出了清洁垫20的通孔21的位置分布，通孔21分布在具有不同半径的圆周Cn(n＝1、2、3……n，n为正整数)上，所述圆周Cn以清洁垫20的几何中心O为圆心分布，所述通孔21沿清洁垫20的具有不同半径的圆周Cn等距均匀分布于清洁垫20，意味着，位于同一圆周上的相邻的两个通孔21之间的距离相等。根据本实施例的一个方面，相邻圆周上的通孔21的作用可以不同，例如，清洗液经由最内侧圆周C1上的多个通孔21喷射至待清洗基板的表面后，在圆周C1的通孔21的排出压力和相邻圆周C2的通孔21的真空吸力的共同作用下经由圆周C2上的多个通孔21输送至清洗头100的外部；作为本实施例的一种变体，清洗液也可经由圆周C2上的多个通孔21喷射至待清洗基板的表面后，在圆周C2的通孔21的排出压力和最内侧圆周C1的通孔21的真空吸力的共同作用下经由圆周C1上的多个通孔21输送至清洗头100的外部。
作为通孔21位置分布的替换性实施例，图4示出了清洁垫20的通孔21另一种位置分布形式，通孔21分布在以清洁垫20的几何中心O为中心的半径上，在同一半径上分布的相邻的通孔21之间的距离可以相等或不等；相邻半径上分布的通孔21的作用一般不同，使得清洗液经由半径R1上的多个通孔21喷射至待清洗基板的表面后在半径R1的多个通孔21的排出压力和相邻半径R2的通孔21的真空吸力的共同作用下经由半径R2上的通孔21输送至清洗头100的外部。
可以理解的是，所述通孔21及与其相耦合的流体通道11也可按照其他位置关系来排布设置，例如，通孔21彼此之间大体等距地均匀设置于清洁垫20，或者以通孔21彼此之间间隔不同距离任意的设置于清洁垫20，或者使通孔21排列成一定的特定形状设置于清洁垫20，只要使通孔21的设置达到以下效果即不脱离本发明的精神且属于本发明的保护范围：使得清洗液经由通孔21喷射至待清洗基板的表面后，在通孔21的排出压力和其他通孔21的真空吸力的共同作用下，经由清洁垫20的通孔21及基座10上的流体通道11输送至清洗头100的外部，实现将结合有污染物的清洗液吸走或排走的功效，从而实现对基板表面的后处理。
根据本发明的另一个实施例，如图1所示，清洁垫20同心连接于基座10的下表面，所述清洁垫20的半径小于所述基座10的半径，使得基板清洗作业过程中的污染物和/或飞溅的清洗液90溅落至清洁垫20的外圆周面及其附近的阶梯区域，以便于在清洗头100完成作业后利用从下至上喷射的水流对所述阶梯区域上溅落的污染物和/或清洗液进行清洁；相比之下，如果清洁垫20的半径与基座10的半径相同，则污染物和/或清洗液更容易溅落至基座10的下方的圆周面，从而导致难以通过本领域常用的、由下至上喷水的清洗方式对根据本发明的清洗头进行清洗。本领域技术人员亦不难理解的是，也可以将清洁垫20的半径设置成大于基座10的半径，从而在清洗头100的作业过程中防止清洗液和/或污染物飞溅至基座10的下部圆周区域。一般而言，所述清洁垫20的半径为所述基座10的半径的80％至95％，优选的，所述清洁垫20的半径为所述基座10的半径的90％。
根据本发明的另一个实施例，基座10与清洁垫20之间可拆卸地设置有连接板30，如图5所示，所述连接板30为具有一定厚度的圆盘结构，连接板30的半径与清洁垫20的半径大致相同，所述圆盘结构的上表面及下表面为平面且两者相互平行，连接板30的上表面与基座10的下表面可拆卸地连接，连接板30的下表面与清洁垫20的上表面可拆卸地连接；所述连接板30具有多个沿厚度方向延伸贯穿设置的通孔31，所述通孔31的位置分布与基座10上的流体通道11及清洁垫20的通孔21的位置分布相同，即基座10的流体通道11、清洁垫20的通孔21及连接板30的通孔31可以一一对应耦合连通，使得清洗液可依次经由清洗头100的流体通道11、连接板30的通孔31、清洁垫20的通孔21喷射至待清洗基板的表面，或者，使得清洗液与基板表面的污染物结合后，在流体通道11所传递的负压的作用下，清洗液依次经由清洁垫20的通孔21、连接板30的通孔31、清洗头100的流体通道11输送至清洗头100的外部，实现对基板表面的清洗。
根据本实施例的一个方面，如图5所示，所述连接板30的厚度介于清洁垫20的厚度与基座10的厚度之间；作为一种变体，连接板30的厚度为所述基座10厚度的1/3至2/3，或者所述基座10的厚度为清洁垫20的厚度的1倍至5倍。从技术上而言，基座10的高度一般不超过120mm，优选不超过80mm，使得清洗液在流过流体通道11后几乎没有压力损失或损失较小，换言之，不会由于所述流体通道11过于狭长使得清洗液损失过多压力或损失过多流速；进一步地，连接板30的通孔31的高度也应使得清洗液在流过通孔31后几乎没有压力损失或压力损失较小。这样的结构设置的优点还在于，可以，当利用流体通道11的负压作用将基板表面的清洗液吸走时，通入流体通道11的上方开口1101的负压压力与清洁垫20的下部开口的负压压力大致相等，压力损失很小。需要说明的是，设置连接板30的作用及有益效果在于，在基板清洗过程中产生的污染物和/或清洗液及其结晶容易聚集在流体通道11的内壁，若基座10的厚度过大而导致基座10的流体通道11的长度过长，则难以彻底清洗狭长的流体通道11的内壁，连接板30的设置可以在不影响清洗头100的整体高度的情况下，在进行清洗头100的维保作业时，更容易清洗基座10的流体通道11。此外，所述连接板30的有益效果还在于，由于所述基座一般是由诸如PEEK或PPS等工程塑料制成且经常需要进行更换清洗垫20等多种作业，导致基座10在长期使用后容易产生自然变形或损坏，往往需要更换整个基座10，从而导致维保成本过高；在设置连接板30后，维保作业时仅需要更换连接板30而不需要整体更换基座10，因而大幅降低了清洗头100的维保成本。
根据本实施例的另一方面，基座10的流体通道11、连接板30的通孔31及清洁垫20的通孔21的内壁的疏水性可以不同，即它们的各自内壁的疏水接触角可以分别不同。优选的，连接板30的通孔31的内壁的疏水性低于基座10的流体通道11的疏水性，使得在基板清洗过程中产生的污染物和/或清洗液及其结晶更容易附着于连接板30的通孔31的内壁，而不会或相比之下更少地附着于基座10的流体通道11的内壁。在进行清洗头100的维保作业时，只需拆卸连接于基座10与清洁垫20之间的连接板30并着重清洗连接板30的通孔31并仅需对基座10的流体通道11进行适当清洗即可完成对清洗头100的维保作业，从而提升清洗头100的维保作业便捷性并同时降低维保作业的成本。需要说明的是，若基座10的流体通道11的内壁的疏水性低于连接板30的通孔31的内壁的疏水性，则会导致基座10的流体通道11的内壁附着相对较多的污染物和/或清洗液及其结晶，由于流体通道11为狭长结构，这样会增加清理流体通道11的内壁的难度，从而增加清洗头100的维保成本；鉴于连接板30的厚度一般小于基座10的厚度，即连接板30的通孔31的深度小于基座10的流体通道11的高度，因此人为地将所述结晶和/或污染物等更多地引导附着至连接板30的通孔31的内壁会更便于对清洗头100进行维保清洗作业。作为本实施例的一种变体，连接板30的通孔31的内壁可不涂覆或少涂覆疏水层而在基座10的流体通道11的内壁均匀涂覆一疏水层，诸如PTFE、FEP等疏水材料，使得连接板30的通孔31的内壁的疏水性低于基座10的流体通道11的内壁的疏水性。
根据本实施例的一个方面，如图6a所示，基座10的流体通道11的截面半径与连接板30的通孔31的截面半径相同，而清洁垫20的通孔21为由上至下向内收缩的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变小，使得清洗液经由流体通道11、连接板30的通孔31后，经由清洁垫20的通孔21流出后，流速增加的清洗液高速喷射至待清洗基板的表面，清洁垫20的通孔21的这种设置能够提高清洗液流经通孔21的流速，以使待清洗基板的污染物更容易从基板表面分离。作为本实施例的一种变体，如图6b所示，基座10的流体通道11为由上至下向内收缩的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变小，流体通道11的上方开口1101的半径大于流体通道11的下方开口1102的半径，连接板30的通孔31与流体通道11的下方开口1102耦接连通；类似的，所述连接板30的通孔31也为由上至下向内收缩的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变小，连接板30的通孔31的上部截面半径大于通孔31的下部截面半径，所述连接板30的通孔31与清洁垫20的通孔21耦接连通；所述清洁垫20的通孔21也为由上至下向内收缩的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变小，经由清洁垫20的通孔21的清洗液流速增加，高速喷射至待清洗基板的表面，以使待清洗基板的污染物更容易从基板的表面分离；换言之，所述基座10的流体通道11、连接板30的通孔31及清洁垫20的通孔21形成一贯通的锥形孔，所述锥形孔的截面半径由上之下逐渐变小，经由贯通的锥形孔流出的清洗液的流速略微增加，以使待清洗基板的污染物更容易从基板的表面分离。作为本实施例的一个方面，所述的基座10的流体通道11的上方开口1101的直径为3-5mm，经由清洁垫20的通孔21流出的清洗液的流体速度为5-20mL/s，以使污染物从基板的表面分离。
根据本实施例的一个方面，如图6c所示，基座10的流体通道11的截面半径与连接板30的通孔31的截面半径相同，而清洁垫20的通孔21为由上至下向外扩散的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变大，使得所述清洁垫20的通孔21的内部不会产生毛细效应，致使清洗液将清洁垫20的通孔21封堵而影响在负压的作用下含有污染物的清洗液由下至上传输至清洗头100的外部。作为本实施例的一种变体，如图6d所示，基座10的流体通道11为由上至下向外扩散的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变大，流体通道11的上方开口1101的半径小于流体通道11的下方开口1102的半径，连接板30的通孔31与流体通道11的下方开口1102耦接连通；类似的，所述连接板30的通孔31为由上至下向外扩散的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变大，连接板30的通孔31的上部截面半径小于通孔31的下部截面半径，所述连接板30的通孔31与清洁垫20的通孔21耦接连通；类似的，所述清洁垫20的通孔21为由上至下向外扩散的锥孔，其截面半径由上至下逐渐变大，使得所述清洁垫20的通孔21的内部不会产生毛细效应，致使清洗液将清洁垫20的通孔21封堵而影响在负压的作用下含有污染物的清洗液由下至上传输至清洗头100的外部。换言之，所述基座10的流体通道11、连接板30的通孔31及清洁垫20的通孔21形成一贯通的锥形孔，所述锥形孔的截面半径由上之下逐渐变大，使得所述清洁垫20的通孔21的内部不会产生毛细效应，致使清洗液将清洁垫20的通孔21封堵而影响在负压的作用下含有污染物的清洗液由下至上传输至清洗头100的外部。
可以理解的是，流体通道11、连接板30的通孔31及清洁垫20的通孔21对应的截面半径也可以有其他变体，只要达到以下技术效果即不脱离本发明的精神且属于本发明的保护范围：使得清洗液经由清洁垫20的通孔21高速喷射至待清洗基板的表面后，在清洁垫20的通孔21的排出压力和其他通孔21的真空吸力的共同作用下，经由清洁垫20的通孔21、连接板30的通孔31和/或基座10的流体通道11不会产生毛细效应，以将含有污染物的清洗液高效输送至清洗头100的外部，实现将含有污染物的清洗液吸走或排走的功效，从而实现对基板表面的清洗。
图7示出了清洗垫20的结构示意图，清洁垫20的下表面设置有多个凸起22，所述凸起22设置在相邻通孔21之间，所述清洁垫20的凸起22可快捷吸附/吸收一定量的诸如清洗液之类的液体，使得清洁垫20软化，防止清洁垫20上部设置的连接板30或基座10与待清洗基板直接接触而损伤基板的特征结构。根据本实施例的一个方面，所述凸起21的截面形状为圆形，其也可以为正方形、三角形、椭圆形等其他封闭形状。作为本实施例的另一方面，所述凸起22可以按照一定规律大致均匀布置在清洁垫20的下表面，凸起22也可以与通孔21的一部分重合，只要不影响清洁垫20的功能使用，清洁垫20的凸起22可以任意设置于清洁垫20的下表面。作为本实施例的另一方面，所述凸起22的高度可以为清洁垫20厚度的1/3至1/2，以保证清洁垫20的功能使用。
本申请还公开了一种基板清洗装置，如图8所示，基板清洗装置1000包括本发明所述的基板清洗头100、基板固定装置200、清洗液管路40及气体管路50，基板固定装置200用于固定待清洗的基板W，基板清洗头100设置在基板W的上侧并在清洗头驱动装置(未示出)的作用下距待清洗基板表面一定距离并平行于基板表面移动，所述清洗液管路40的一端与供液单元60连接，清洗液管路40上设置有多个清洗液管路支管，所述清洗液管路支管的末端与基座10的流体通道11的上方开口1101连接，清洗液经由各个清洗液管路支管、基体10的流体通道11、连接板30的通孔31及清洁垫20的通孔21喷射至待清洗基板的表面；根据本实施例的一个方面，所述清洗液管路支管上也可设置流量调节阀，以单独控制各个流体通道11内的流量，进而改善待清洗基板表面局部的清洗效果。所述气体管路50的一端与抽气单元70连接，气体管路50上设置有多个气体管路支管，所述气体管路支管的末端与基座10的流体通道11的上方开口1101连接，清洗液与基板表面的污染物结合后，在负压的作用下，抽气单元70将含有污染物的清洗液经由清洁垫20的通孔21、连接板30的通孔31、基体10的流体通道11、气体管路支管及气体管路50输送至清洗头100的外部。
根据本实施例的一个方面，清洁垫20的半径小于基板W的半径，清洗头驱动装置(未示出)需要在基板W的上侧平行于待清洗基板的表面移动，以清洗基板W上表面的污染物。根据本实施例的另一个方面，基板固定装置200的下部可配置旋转电机80，如图10所示，旋转电机80带动基板固定装置200旋转，清洗头驱动装置只需沿基板W的半径方向移动即可完成待清洗基板表面的清洗。根据本实施例的再一个方面，清洁垫20的半径也可以略大于基板W的半径，清洗头100罩设在待清洗基板的上方，无需配置清洗头驱动装置来驱动清洗头左右移动即可完成基板的清洗。
图11是本发明所述清洗头驱动装置的结构示意图，其可应用于图8所示的基板清洗装置中，所述清洗头驱动装置300包括横杆301及竖杆302，横杆301水平固定在竖杆302上，所述清洗头100设置在横杆301的末端，竖杆302可沿竖杆302所在轴线自由摆动，即而带动横杆301末端的清洗头100摆动；同时，所述横杆302可沿双向箭头A自由移动，即而改变清洗头100的横向位置；同时，所述横杆302可沿双向箭头B自由移动，即而改变清洗头100的竖向位置。
图12是本发明所述清洗头驱动装置另一个实施例的结构示意图，所述清洗头驱动装置300沿双向箭头C自由移动，以调节所述清洗头100的横向位置，图12示出的清洗头驱动装置可应用于图10所示的基板清洗装置中，旋转电机80带动基板固定装置200旋转，清洗头驱动装置300沿基板W的半径方向移动即可完成待清洗基板表面的清洗。
本发明所述的基板清洗装置可以清洗直径为200mm、300mm及450mm的基板，在清洗200mm基板时，所述清洗液由清洁垫20的通孔21流出的速度为5-15mL/s；当清洗300mm基板时，所述清洗液由清洁垫20的通孔21流出的速度为8-20mL/s，以便完成对基板表面污染物的清洗。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (12)
1.一种基板清洗头，包括：具有一定厚度的圆盘状基座及同心连接于所述基座下表面的圆形清洁垫，所述基座沿厚度方向具有多个流体通道，所述清洁垫具有多个通孔，每个通孔耦合至不同的流体通道，使得清洗液可经由所述多个通孔中的一部分喷射至基板表面并在与基板表面的污染物结合后经由另一部分通孔吸走。
2.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述通孔沿所述清洁垫的具有不同直径的圆周等距均匀分布。
3.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述通孔沿所述清洁垫的半径方向等距均匀分布。
4.如权利要求1至3中任一项所述的清洗头，其特征在于，相邻的两个通孔分别用于喷射和吸走清洗液。
5.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述清洁垫的半径小于所述基座的半径。
6.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述基座与清洁垫之间可拆卸地设置有连接板，所述连接板具有与清洁垫同样分布的通孔，使得清洗液可以经由耦合的流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔喷射至基板表面，或者，使得清洗液经由耦合的清洁垫的通孔、连接板的通孔、流体通道从基板表面吸走。
7.如权利要求6所述的清洗头，其特征在于，所述流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔的截面半径不同。
8.如权利要求6所述的清洗头，其特征在于，所述流体通道、连接板的通孔、清洁垫的通孔的内壁的疏水性不同。
9.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述清洁垫的下表面设置有多个凸起。
10.如权利要求1所述的清洗头，其特征在于，所述清洁垫的半径小于基板的半径。
11.一种基板清洗装置，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的基板清洗头。
12.如权利要求11所述的基板清洗装置，其特征在于，还包括清洗头驱动装置、基板固定装置、清洗液管路、气体管路，使得所述清洗头可距基板表面一定距离平行于基板表面移动，所述清洗液管路和气体管路分别将清洗头与供液单元和抽气单元连接。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20090132965A (ko) * | 2008-06-23 | 2009-12-31 | 주식회사 케이씨텍 | 매엽식 세정장치 |
| KR20100091031A (ko) * | 2009-02-09 | 2010-08-18 | 세메스 주식회사 | 기판 세정 장치 및 방법과, 이를 이용한 기판 세정 설비 |
| CN101990703A (zh) * | 2008-04-25 | 2011-03-23 | 应用材料股份有限公司 | 高产量化学机械抛光系统 |
| CN105382677A (zh) * | 2014-08-26 | 2016-03-09 | 株式会社荏原制作所 | 抛光处理组件、基板处理装置及抛光垫清洗方法 |
| CN107234101A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种基板清洗装置 |
| CN210788335U (zh) * | 2019-05-24 | 2020-06-19 | 清华大学 | 一种基板清洗头及基板清洗装置 |
-
2019
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101990703A (zh) * | 2008-04-25 | 2011-03-23 | 应用材料股份有限公司 | 高产量化学机械抛光系统 |
| KR20090132965A (ko) * | 2008-06-23 | 2009-12-31 | 주식회사 케이씨텍 | 매엽식 세정장치 |
| KR20100091031A (ko) * | 2009-02-09 | 2010-08-18 | 세메스 주식회사 | 기판 세정 장치 및 방법과, 이를 이용한 기판 세정 설비 |
| CN105382677A (zh) * | 2014-08-26 | 2016-03-09 | 株式会社荏原制作所 | 抛光处理组件、基板处理装置及抛光垫清洗方法 |
| CN107234101A (zh) * | 2017-07-28 | 2017-10-10 | 京东方科技集团股份有限公司 | 一种基板清洗装置 |
| CN210788335U (zh) * | 2019-05-24 | 2020-06-19 | 清华大学 | 一种基板清洗头及基板清洗装置 |
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