CN202443959U

CN202443959U - 晶圆清洗刷和晶圆清洗装置

Info

Publication number: CN202443959U
Application number: CN 201220066406
Authority: CN
Inventors: 唐强
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Shanghai Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2022-02-27

Abstract

本实用新型公开了一种晶圆清洗刷，包括刷桶，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。本实用新型还公开了一种晶圆清洗装置，包括一对晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷分别压在所述晶圆的正反表面并对晶圆进行滚动刷洗，每个晶圆清洗刷包括刷桶，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。本实用新型通过将刷桶上的刷毛设置成沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛，可以实现快速、彻底清洗晶圆表面上的颗粒的目的。另通过增设一排设有若干刷桶清洗喷嘴的第二喷水管，可以将刷桶上的颗粒及时冲走，防止这些颗粒被重新带回到晶圆表面，进一步确保了晶圆清洗的效果和效率。通过增设活动的单独调控的喷嘴可以加强重点区域的冲洗效果。

Description

晶圆清洗刷和晶圆清洗装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆清洗刷和晶圆清洗装置。

背景技术

在晶圆制造厂中，前段工序(FEOL)的清洗主要针对栅氧化层的性能来实现。而后段工序(BEOL)的清洗是强调与薄膜、接触孔制作以及最近的CMP有关的玷污物的清洗。随着CMP在多种应用中使用，如层间介质(ILD)、钨塞制作和双大马氏革结构制作，后段工序的清洗工艺变得更加严格。

其中，CMP后清洗的重点是去除抛光工艺中带来的所有玷污物。这些玷污物包括磨料颗粒、被抛光材料带来的任何颗粒以及从磨料中带来的化学玷污物。这些颗粒要么由于CMP过程中所加的压力而机械性地嵌入晶圆表面，要么由于静电力或原子力(范德瓦斯力)而物理地粘附在被抛光的晶圆表面，所述静电力是表面电荷产生的吸引力或与Zeta势有关的排斥力。

自从20世纪90年代初期CMP技术在晶圆制造厂中应用以来，CMP后清洗从最初的用去离子水进行兆声波清洗，发展到用双面洗擦毛刷(DSS)和去离子水对晶圆进行物理洗擦。

请参阅图1-图4，其中，图1为现有的晶圆清洗装置的立体结构示意图；图2为现有的晶圆清洗装置的结构示意图；图3为现有的晶圆清洗刷和晶圆的配合示意图；图4为图3的侧视示意图。现有的晶圆清洗装置包括：三只滚轮110、一对晶圆清洗刷120和两排设有若干用于冲洗晶圆130的晶圆清洗喷嘴141的供水管140。所述晶圆清洗刷120分别设置在晶圆130的正反面，且所述晶圆清洗刷120夹住晶圆130正反表面并对晶圆130正反表面进行滚动刷洗。所述晶圆清洗刷120包括刷桶121和设置于刷桶121的圆周表面的刷毛122，且刷桶121上的刷毛122呈圆柱状交错横向排列。当刷桶121转动时，晶圆130表面会受到刷毛122垂直向下的摩擦作用，使得晶圆130表面上的颗粒在刷毛122的作用下沿晶圆130表面向下运动。

然而，在使用过程中发现，晶圆表面残留的颗粒较多，尤其是晶圆的边缘部分的颗粒物更为显著。

因此，如何提供一种可以实现彻底清洗颗粒的晶圆清洗刷和清洗装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗刷和清洗装置，通过将刷桶上的刷毛设置成沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛，可以快速彻底清洗晶圆表面上的颗粒。

为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种晶圆清洗刷，包括刷桶，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述叉形刷毛采用柔性材料。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述叉形刷毛采用聚乙烯醇。

本实用新型还公开了一种晶圆清洗装置，包括一对晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷分别压在晶圆的正反表面并对所述晶圆进行滚动刷洗，每个晶圆清洗刷包括刷桶，其特征在于，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述叉形刷毛采用柔性材料。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述叉形刷毛采用聚乙烯醇。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干晶圆清洗喷嘴的第一喷水管，所述第一喷水管分别设置于所述晶圆正反面的斜上方。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述晶圆正反面的斜上方还分别设有若干单独控制角度、水压和水量的晶圆清洗活动喷嘴。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干刷桶清洗喷嘴的第二喷水管，所述第二喷水管分别设置于对应刷桶的斜上方。

优选的，在上述的晶圆清洗装置中，所述刷桶的斜上方还设有若干单独控制角度、水压和水量的刷桶清洗活动喷嘴。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型晶圆清洗刷和晶圆清洗装置，通过将刷桶上的刷毛设置成沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛，可以快速彻底清洗晶圆表面上的颗粒，一方面，叉形刷毛相比现有的圆形刷毛，更容易扫除晶圆表面的颗粒；另一方面，沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛可以减少刷桶轴向方向上各刷毛之间的总的间隔，可以减少清洗液的流失，从而可以有效提高清洗液的利用率；再一方面，叉形刷毛在和晶圆的接触中挤压变形，挤压变形后叉形刷毛和晶圆的接触面积变大，能覆盖到晶圆的边缘部位，从而有效减少晶圆边缘的颗粒残留。

另外，本实用新型的晶圆清洗装置，通过增设一排设有若干刷桶清洗喷嘴的第二喷水管，所述第二喷水管设置于所述刷桶的斜上方。通过刷桶清洗喷嘴的冲洗，可以将刷桶上的颗粒及时冲走，防止这些颗粒被重新带回到晶圆表面，进一步确保了晶圆清洗的效果，有效提高了晶圆清洗的效率。

另外，本实用新型的晶圆清洗装置，通过分别在第一喷水管上和所述第二喷水管上分别设有若干单独控制角度、水压和水量的刷桶清洗活动喷嘴，可以分别对颗粒比较多的晶圆和刷桶的边缘进行强化清洗，从而可以实现更好的清洗效果，进一步提高晶圆清洗效率。

附图说明

本实用新型的晶圆清洗刷和晶圆清洗装置由以下的实施例及附图给出。

图1为现有的晶圆清洗装置的立体结构示意图；

图2为现有的晶圆清洗装置的结构示意图；

图3为现有的晶圆清洗刷和晶圆的配合示意图；

图4为图3的侧视示意图；

图5为本实用新型一实施例的晶圆清洗装置的结构示意图；

图6为本实用新型一实施例的的晶圆清洗刷和晶圆的配合示意图；

图7为本实用新型一实施例的晶圆清洗刷的叉形刷毛和晶圆的侧视示意图；

图8为本实用新型的一实施例的晶圆清洗刷的叉形刷毛清洗晶圆过程中挤压变形前后的示意图；

图9为本实用新型一实施例的加装晶圆清洗活动喷嘴的晶圆清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

以下将对本实用新型的晶圆清洗刷和晶圆清洗装置作进一步的详细描述。

下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参阅图5-图9，其中，图5为本实用新型一实施例的晶圆清洗装置的结构示意图，图6为本实用新型一实施例的的晶圆清洗刷和晶圆的配合示意图，图7为本实用新型一实施例的晶圆清洗刷的叉形刷毛和晶圆的侧视示意图，图8为本实用新型的一实施例的晶圆清洗刷的叉形刷毛清洗晶圆过程中挤压变形前后的示意图，图9为本实用新型一实施例的加装晶圆清洗活动喷嘴的晶圆清洗装置的结构示意图。

请重点参阅图5，这种晶圆清洗装置，包括三个转轮210和一对晶圆清洗刷220。所述转轮210托住并带动晶圆230转动。所述晶圆清洗刷220分别压在所述晶圆230的正反表面并对晶圆230表面进行滚动刷洗。

请重点参阅图5-图8，所述每个晶圆清洗刷220包括刷桶221，所述刷桶221的外圆周面设有沿刷桶221轴向交错排列的叉形刷毛222。通过在刷桶221的外圆周面设置所述刷桶221的外圆周面设有沿刷桶221轴向交错排列的叉形刷毛222，可以快速彻底清洗晶圆230表面上的颗粒，一方面，叉形刷毛222相比现有的圆形刷毛，更容易扫除晶圆230表面的颗粒；另一方面，沿刷桶221轴向交错排列的叉形刷毛222可以减少刷桶221轴向方向上各刷毛之间的总的间隔，可以减少清洗液的流失，从而可以有效提高清洗液的利用率；再一方面，叉形刷毛222在和晶圆230的接触中挤压变形，挤压变形后叉形刷毛222和晶圆230的接触面积变大，能覆盖到晶圆230的边缘部位，从而有效减少晶圆230边缘的颗粒残留。

所述叉形刷毛222采用柔性材料，优选的，所述叉形刷毛采用聚乙烯醇。聚乙烯醇(简称PVA)外观为白色粉末，是一种用途相当广泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间，它的用途可分为纤维和非纤维两大用途。由于PVA具有独特的强力粘接性、皮膜柔韧性、平滑性、耐油性、耐溶剂性、保护胶体性、气体阻绝性、耐磨性以及经特殊处理具有的耐水性。因此，采用聚乙烯醇的叉形刷毛222来刷晶圆230，即不影响晶圆230表面会被刮伤，又能彻底有效清洗晶圆。

请重点参阅图5和图9，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干晶圆清洗喷嘴241的第一喷水管240，所述第一喷水管240分别设置于所述晶圆230正反表面的斜上方。这些晶圆清洗喷嘴241和第一喷水管240可以沿用现有的部件，第一喷水管240将去离子水或其他清洗液输送到各个晶圆清洗喷嘴241，然后，各个晶圆清洗喷嘴241对着晶圆230的上部进行冲洗，将颗粒冲离晶圆230表面。

较佳的，所述晶圆230正反表面的斜上方还设有若干单独控制角度、水压和水量的晶圆清洗活动喷嘴251。可以将晶圆清洗活动喷嘴251设置在第一喷水管240上，并另接单独控制的供水管250。这些晶圆清洗活动喷嘴251可以根据客户的需要，调节喷嘴的方向、水流的水压和水量，从而可以对某些区域进行重点清洗。可以采用这些晶圆清洗活动喷嘴251对颗粒比较多的晶圆230的边缘进行强化清洗，以实现更好的清洗效果。

请继续参阅图5和图9，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干刷桶清洗喷嘴261的第二喷水管(图中未示意)，所述第二喷水管分别设置于对应刷桶221的斜上方。所述第二喷水管的水压相对于所述第一喷水管的水压高。所述刷桶清洗喷嘴261的冲洗角度可以调整至刷桶221远离晶圆230的中下部位置，以便可以加大冲洗力度，而不至于冲伤晶圆230。通过刷桶清洗喷嘴261的冲洗，可以将刷桶221上的颗粒冲走，防止这些颗粒被刷桶221重新带回到晶圆230表面，确保了晶圆230清洗的效果，提高了晶圆230清洗的效率。

同理，所述刷桶221的斜上方还设有若干单独控制角度、水压和水量的刷桶清洗活动喷嘴(图中未示意)。可以将刷桶清洗活动喷嘴设置在第二喷水管上，并另接单独控制的供水管。同样，可以采用这些刷桶清洗活动喷嘴对颗粒比较多的刷桶的边缘进行强化清洗，从而可以实现更好的清洗效果，进一步提高晶圆清洗效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种晶圆清洗刷，包括刷桶，其特征在于，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。

2.根据权利要求1所述晶圆清洗刷，其特征在于，所述叉形刷毛采用柔性材料。

3.根据权利要求2所述晶圆清洗刷，其特征在于，所述叉形刷毛采用聚乙烯醇。

4.一种晶圆清洗装置，包括一对晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷分别压在晶圆的正反表面并对所述晶圆进行滚动刷洗，每个晶圆清洗刷包括刷桶，其特征在于，所述刷桶的外圆周面设有沿刷桶轴向交错排列的叉形刷毛。

5.根据权利要求4所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述叉形刷毛采用柔性材料。

6.根据权利要求4所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述叉形刷毛采用聚乙烯醇。

7.根据权利要求4所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干晶圆清洗喷嘴的第一喷水管，所述第一喷水管分别设置于所述晶圆正反面的斜上方。

8.根据权利要求4至7中任意一项所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆正反面的斜上方还分别设有若干单独控制角度、水压和水量的晶圆清洗活动喷嘴。

9.根据权利要求4至7中任意一项所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆清洗装置还包括两排设有若干刷桶清洗喷嘴的第二喷水管，所述第二喷水管分别设置于对应刷桶的斜上方。

10.根据权利要求9所述晶圆清洗装置，其特征在于，所述刷桶的斜上方还设有若干单独控制角度、水压和水量的刷桶清洗活动喷嘴。