CN203664279U

CN203664279U - 一种晶圆清洗刷

Info

Publication number: CN203664279U
Application number: CN201420001995.9U
Authority: CN
Inventors: 唐强; 马智勇
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2014-01-02
Filing date: 2014-01-02
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2024-01-02

Abstract

本实用新型提供一种晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷至少包括：套筒；位于所述套筒外表面的若干凸点结构；所述凸点结构包括两部分：高于所述套筒表面的底部以及位于所述底部上的顶部；所述凸点结构顶部的纵截面为梯形。本实用新型通过设计套筒表面的凸点结构来增大凸点结构和晶圆表面的接触面积，延长清洗液在晶圆表面的停留时间，以此来有效实现化学机械研磨后晶圆表面残留物的清洗。

Description

一种晶圆清洗刷

技术领域

本实用新型涉及一种半导体制造设备领域，特别是涉及一种晶圆清洗刷。

背景技术

在半导体制造工艺中，随着制程技术的不断升级，对晶圆表面平坦度的要求越来越高。而化学机械研磨技术可以实现晶圆表面全局的平坦化。在后续的加工工艺中，由于前道研磨工序会给晶圆表面带来玷污物质，这些玷污物质包括磨料颗粒如二氧化铈、氧化铝、胶状的二氧化硅颗粒以及添加至磨料中的表面活性剂、侵蚀剂和其他添加剂等残留物。化学机械研磨过程中使得这些颗粒在机械性的压力之下嵌入晶圆表面，为了避免降低器件的可靠性以及对器件引入缺陷，因此后续工序的清洗工艺变得更加重要和严格。

传统的晶圆清洗刷剖面结构示意图如图1所示，该清洗刷至少包括：套筒10、位于套筒内中心轴上的滚轴11以及套筒外表面上的凸点结构12。该凸点结构12用来充当清洗刷的刷毛，每个凸点结构的形状为如图2所示的圆柱体结构。在晶圆的清洗过程中，滚轴11在马达的驱动下带动套筒10旋转，装置自带的清洗液会流入清洗刷表面的刷毛上以及刷毛之间，刷毛会压紧晶圆表面并与晶圆表面形成接触摩擦从而实现清洗。由于传统清洗刷具有的凸点结构其形状为柱体，当套筒旋转时，凸点结构不能很好地和晶圆表面形成更大面积的接触即达不到更多的刷洗，从而达不到有效的清洗效果；另一方面，当清洗液在套筒表面以及凸点结构之间流动时，柱体凸点结构对清洗液没有实现有效的截流，使得清洗液和晶圆的接触的时间不够而达不到有效的清洗。目前这些问题都没有较为理想的解决方案。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种晶圆清洗刷，用于解决现有技术中由于刷毛和晶圆表面接触不到位使得清洗液在晶圆表面停留时间不够导致的不能有效实现化学机械研磨后晶圆表面残留物清洗的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷至少包括：

套筒；

位于所述套筒外表面的若干凸点结构；

所述凸点结构包括固定于所述套筒外表面的底部以及位于所述底部上的顶部；

所述凸点结构的顶部的纵截面为梯形。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述底部纵截面为矩形或梯形。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述顶部底面面积小于等于所述底部顶面面积。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述底部为圆台、棱台、棱柱、圆柱或椭圆柱。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述顶部为圆台、椭圆台或棱台。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述套筒为圆柱形，该套筒的长度为200毫米～230毫米。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述套筒的内直径为60毫米～70毫米。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述凸点结构高度为2毫米～3毫米。

作为本实用新型的晶圆清洗刷的一种优选方案，所述凸点结构的间距为5毫米～6毫米。

如上所述，本实用新型的晶圆清洗刷，设计套筒表面的凸点结构为两个组成部分：一部分是高于套筒筒体表面的底部，另一部分是位于所述底部上的顶部。顶部的纵截面形状为梯形。通过设计套筒表面的凸点结构使晶圆清洗刷具有以下有益效果：用于增大凸点结构和晶圆表面接触的面积用以延长清洗液在晶圆表面停留时间，以此来有效实现化学机械研磨后晶圆表面残留物的清洗。

附图说明

图1为现有技术中的晶圆清洗刷剖面结构示意图。

图2为现有技术中的晶圆清洗刷凸点结构示意图。

图3、图4为本实用新型的晶圆清洗刷剖面结构示意图。

图5、图6为本实用新型的晶圆清洗刷凸点结构示意图。

图7为本实用新型的晶圆清洗刷的凸点结构底部或顶部的结构示意图。

元件标号说明

10、30、40 滚轴

11、31、41 套筒

12、32、42 凸点结构

321、421 底部

322、422 顶部

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图3至图7。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图3所示，本实用新型提供一种晶圆清洗刷，所述清洗刷至少包括：套筒31以及位于套筒31内部的滚轴30。所述套筒31的长度h为200毫米～230毫米，其内直径d为60毫米～70毫米，所述套筒31的外表面具有凸点结构。同时参照图4，图4表示本实用新型的另一种晶圆清洗刷，所述清洗刷至少包括：套筒41以及位于套筒内部的滚轴40。所述套筒41的长度h与所述套筒31的长度相同，为200毫米～230毫米；其内直径d也与套筒41的内直径相同，为60毫米～70毫米。

所述套筒31的外表面具有凸点结构。参照图5，所述图3中的凸点结构32由两部分组成：与图3中套筒31连接的底部321，位于底部321上的顶部322。所述底部321高于所述套筒31表面，其形状为圆柱形。

所述套筒41的外表面具有凸点结构。参照图6，所述图4中的凸点结构42由两部分组成：与图4中套筒41连接的底部421，位于底部421上的顶部422。所述底部421高于所述套筒41表面，其形状为圆台。

本实施例中所述底部的形状为圆柱或圆台。除此以外，底部形状为椭圆柱、棱台或棱柱的情况均落在本实用新型所要求保护的范围内。如图7所示的棱台结构，可以表示为所述底部。而所述底部形状无论是圆柱、椭圆柱、棱台、棱柱以及圆台，其纵截面的形状为矩形或梯形。

图5和图6中，凸点结构32的顶部322以及凸点结构42的顶部422，其结构都为圆台。除本实施例给出的顶部形状为圆台外，顶部形状为椭圆台或棱台的情况也在本发明所要求保护的范围之内。如图7所示为一个棱台结构，其可以表示为所述顶部。所述棱台的横截面形状可以为规则多边形，如正三角形、正四边形、六边形、八边形等。也可以为不规则多边形。所述顶部形状无论是圆台、椭圆台还是棱台，其纵截面形状为梯形。

图5表示的是圆柱形状的底部321和圆台形状的顶部322共同构成的如图3所示的凸点结构32；而图6表示的是圆台形状的底部421和圆台形状的顶部422共同构成的如图4所示的凸点结构42。本发明给出如图5和图6所示的所述顶部和所述底部的组合。而事实上，除了如图5和图6所示的组合外，所述底部形状为圆柱、椭圆柱、棱台、棱柱或圆台的任意一种可以与顶部形状为椭圆台、棱台或圆台的任意一种相组合，从而形成形状不同的凸点结构，这些凸点结构均在本发明所要求保护的范围之内。

所述顶部底面面积小于等于所述底部顶面面积。如图5所述顶部322，其底面面积小于所述底部321的顶面面积，也就是说，顶部322的底面完全与所述底部321的顶面接触，即顶部322的底面是完全落在所述底部321的顶面之上。同样，对于图6来说，所述顶部422其底面面积小于所述底部421的顶面面积，顶部422的底面完全与所述底部421的顶面接触，即顶部422的底面是完全落在所述底部421的顶面之上。或者存在另外一种情况：所述顶部底面面积等于所述底部顶面面积。即所述顶部底面与所述底部顶面二者完全重合。对于所述在本发明要求保护范围内的底部和顶部，二者的其他不同形状的不同组合均满足所述顶部底面面积小于等于所述底部顶面面积。而这些具有顶部底面面积小于等于所述底部顶面面积的底部和顶部不同组合构成的凸点结构亦在本发明所要求保护的范围之内。

参照图3或图4，所述凸点结构32或42中，底部321和顶部322的高度总和为所述凸点结构的高度；同样，底部421和顶部422的高度总和为所述凸点结构42的高度。即图3或图4中的m表示为所述凸点结构的高度。本实施例中，m的取值为2毫米～3毫米。

图3或图4为本实用新型的晶圆清洗刷剖面结构示意图，其中，若干凸点结构分布于套筒表面，而若干凸点结构分布在套筒表面应是布满于所述套筒外表面的情况。所述若干凸点结构的分布呈均匀分布形式，即所述凸点结构彼此的间距相等。本实施例中，所述凸点结构彼此的间距取值为5毫米～6毫米。

综上所述，本实用新型的晶圆清洗刷，该清洗刷套筒表面的凸点结构有两个组成部分：一部分是高于套筒筒体表面的底部，所述底部形状可以为圆柱、椭圆柱、棱台或棱柱以及圆台；另一部分是位于所述底部上的顶部，所述顶部的形状为圆台、椭圆台或棱台，其纵截面形状为梯形。通过设计套筒表面的凸点结构，使晶圆清洗刷表面的凸点结构和晶圆表面接触的面积增大，从而可以延长清洗液在晶圆表面停留时间，以此来有效实现化学机械研磨后晶圆表面残留物的清洗。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种晶圆清洗刷，其特征在于，所述晶圆清洗刷至少包括：

套筒；

位于所述套筒外表面的若干凸点结构；

所述凸点结构的顶部的纵截面为梯形。

2.根据权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述底部纵截面为矩形或梯形。

3.根据权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述顶部底面面积小于等于所述底部顶面面积。

4.根据权利要求2所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述底部为圆台、棱台、棱柱、圆柱或椭圆柱。

5.根据权利要求2所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述顶部为圆台、椭圆台或棱台。

6.根据权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述套筒为圆柱形，该套筒的长度为200毫米～230毫米。

7.根据权利要求6所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述套筒的内直径为60毫米～70毫米。

8.根据权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述凸点结构高度为2毫米～3毫米。

9.根据权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于：所述凸点结构的间距为5毫米～6毫米。