CN213781994U

CN213781994U - 晶圆清洗刷和晶圆清洗装置

Info

Publication number: CN213781994U
Application number: CN202022986971.1U
Authority: CN
Inventors: 董明
Original assignee: SMIC Manufacturing Shaoxing Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Manufacturing Electronics Shaoxing Corp SMEC
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-07-23
Anticipated expiration: 2030-12-10

Abstract

本实用新型提供了一种晶圆清洗刷和晶圆清洗装置，所述晶圆清洗刷包括刷轴和设置于所述刷轴的外侧面上的至少两圈刷毛，所述至少两圈刷毛包括至少一圈第一刷毛和至少一圈第二刷毛，每圈的所述第二刷毛的数量为多个，所述第二刷毛的硬度大于所述第一刷毛的硬度。本实用新型的技术方案能够提高待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，进而节省了成本。

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技术领域，特别涉及一种晶圆清洗刷和晶圆清洗装置。

背景技术

在半导体器件制造的过程中，会用到粘合胶(例如玻璃浆料、环氧树脂等)对两晶圆之间进行键合，但是，粘合胶在使用的过程中也会黏附到键合之后的晶圆边缘，如果不将黏附到晶圆边缘的粘合胶去除，会导致在之后的工序中，晶圆边缘黏附的粘合胶掉落到设备中而污染反应腔体，进而导致生产的半导体器件出现异常，从而导致良率下降。

因此，在晶圆键合之后，会采用清洗刷清洁去除晶圆边缘的粘合胶。参阅图1，现有的清洗刷包括刷轴11以及设置于刷轴11一端的海绵刷头12，其中，海绵刷头12靠近所述刷轴11的部分高度向内凹陷，以形成用于放置晶圆边缘的凹槽13，通过将清洗刷和晶圆向不同的方向旋转，以使得海绵刷头12对位于凹糟13中的晶圆边缘进行清洁，以去除晶圆边缘的粘合胶。但是，由于海绵刷头12的材质太软，而晶圆边缘的粘合胶较硬，海绵刷头12只能去除较小的胶体颗粒，在清洁之后仍有较多大颗粒的胶体无法被去除，此时，就需要人工手动采用刀片等工具去除，速度较慢，且可能损伤晶圆，从而在耗费人力的同时还可能导致晶圆的报废。

因此，需要提出一种新的晶圆清洗刷和晶圆清洗装置，以提高晶圆边缘的胶体颗粒的去除率，进而节省成本成为亟须解决的问题。

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晶圆清洗装置，能够提高待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，进而节省了成本。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种晶圆清洗刷，包括刷轴和设置于所述刷轴的外侧面上的至少两圈刷毛，所述至少两圈刷毛包括至少一圈第一刷毛和至少一圈第二刷毛，每圈的所述第二刷毛的数量为多个，所述第二刷毛的硬度大于所述第一刷毛的硬度。

可选的，同一圈中的所述第一刷毛包围所述刷轴的部分高度的外侧面。

可选的，所述刷轴的外侧面上设置有用于固定所述第一刷毛的位置的压块，所述压块设置于所述第一刷毛的两侧。

可选的，所述第一刷毛的材质为聚乙烯醇，所述第二刷毛的材质为尼龙。

可选的，所述第一刷毛的与所述刷轴的外侧面相对的面为圆弧形面；所述第二刷毛的形状为圆柱体。

可选的，所述第二刷毛的直径为0.1mm～0.3mm。

可选的，所述第二刷毛设置于所述刷轴的一端，所述刷轴的远离所述第二刷毛的另一端设置有用于将所述刷轴固定于一支撑机构上的螺纹，所述第一刷毛设置于所述螺纹与所述第二刷毛之间。

可选的，在所述刷轴上的所述螺纹所在的一端中设置有一连接孔。

本实用新型还提供了一种晶圆清洗装置，包括：用于带动待清洗晶圆转动的第一运动机构、本实用新型提供的所述晶圆清洗刷以及用于固定所述晶圆清洗刷的支撑机构，所述第一运动机构设置于所述待清洗晶圆的底部，所述支撑机构设置于所述待清洗晶圆的边缘外侧，所述支撑机构包括用于带动所述晶圆清洗刷转动以及上下运动的第二运动机构。

可选的，所述第一运动机构包括用于固定所述待清洗晶圆的吸盘；所述晶圆清洗装置还包括用于向所述待清洗晶圆的边缘喷射清洗液的喷管，所述喷管设置于所述待清洗晶圆的边缘上方。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下效果：

1、本实用新型提供的晶圆清洗刷，由于包括刷轴和设置于所述刷轴的外侧面上的至少两圈刷毛，所述至少两圈刷毛包括至少一圈第一刷毛和至少一圈第二刷毛，每圈的所述第二刷毛的数量为多个，所述第二刷毛的硬度大于所述第一刷毛的硬度，使得能够交替使用所述第一刷毛和所述第二刷毛清洗所述待清洗晶圆的边缘，提高了待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，避免人工手动采用刀片等工具去除胶体颗粒而导致的损伤晶圆和耗费人力的问题，且延长了所述刷毛的使用寿命，提高了生产效率，从而节省了成本。

2、本实用新型提供的晶圆清洗装置，由于包括本实用新型提供的所述晶圆清洗刷，使得能够提高待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，提高了清洗效率，从而节省了成本。

附图说明

图1是现有的清洗刷的结构示意图；

图2a～图2b是本实用新型一实施例的清洗刷的结构示意图。

其中，附图1～图2b的附图标记说明如下：

11-刷轴；12-海绵刷头；13-凹槽；20-刷轴；21-第一刷毛；22-第二刷毛；23-压块；24-螺纹；25-连接孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本实用新型提出的晶圆清洗刷和晶圆清洗装置作进一步详细说明。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例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

本实用新型一实施例提供一种晶圆清洗刷，参阅图2a～图2b，图2a～图2b是本实用新型一实施例的晶圆清洗刷的结构示意图，从图2a～图2b中可看出，所述晶圆清洗刷包括刷轴20和设置于所述刷轴20的外侧面上的至少两圈刷毛，所述至少两圈刷毛包括至少一圈第一刷毛21和至少一圈第二刷毛22，每圈的所述第二刷毛22的数量为多个，所述第二刷毛22的硬度大于所述第一刷毛21的硬度。

下面参阅图2a至图2b对所述晶圆清洗刷进行详细说明：

所述刷轴20的形状可以为圆柱体或立方体等形状，图2a和图2b所示的所述刷轴20的形状为圆柱体。

所述刷轴20的材质可以为塑料、金属等材料。

所述刷毛设置于所述刷轴20的外侧面上，所述刷毛的一端可以镶嵌在所述刷轴20上。

所述刷毛可以设置至少两圈，相邻两圈的所述刷毛之间可以设置间隙。所述刷毛包括至少一圈第一刷毛21和至少一圈第二刷毛22，可以根据对待清洗晶圆的清洗效果选择合适圈数的所述第一刷毛21和所述第二刷毛22。

如图2a和图2b所示，所述刷毛包括一圈所述第一刷毛21和一圈所述第二刷毛22，所述第二刷毛22设置于所述刷轴20的一端的外侧面上，所述刷轴20的远离所述第二刷毛22的另一端设置有用于将所述刷轴20固定于一支撑机构(未图示)上的螺纹24，所述第一刷毛21设置于所述螺纹24与所述第二刷毛22之间；或者，也可以所述第一刷毛21设置于所述刷轴20的一端的外侧面上，所述螺纹24设置于所述刷轴20的另一端上，所述第二刷毛22设置于所述螺纹24与所述第一刷毛21之间。所述螺纹24也是设置于所述刷轴20的外侧面上。

当所述第一刷毛21和所述第二刷毛22的圈数均为至少两圈时，不同圈的所述第一刷毛21和不同圈的所述第二刷毛22可以相间排列；或者，所有圈的所述第一刷毛21排列在一起，所有圈的所述第二刷毛22排列在一起，此时，可以所有圈的所述第一刷毛21设置于所有圈的所述第二刷毛22与所述螺纹24之间，或者，可以所有圈的所述第二刷毛22设置于所有圈的所述第一刷毛21与所述螺纹24之间。

所述刷轴20的外侧面上设置有用于固定所述第一刷毛21的位置的压块23，所述压块23设置于所述第一刷毛21的两侧，以避免所述第一刷毛21在所述刷轴20的外侧面上移动。

在所述刷轴20上的所述螺纹24所在的一端中设置有一连接孔25，所述支撑机构上的一运动机构安装于所述连接孔25中，以通过所述运动机构的旋转而带动所述刷轴20旋转以及上下运动，从而使得所述刷毛能够清洗所述待清洗晶圆的边缘。

在对所述待清洗晶圆的边缘进行清洗之前，可以先将所述运动机构安装进入所述连接孔25中，同时通过所述螺纹24将所述刷轴20拧紧固定在所述支撑机构上。

如图2a和图2b所示，每圈的所述第二刷毛22的数量为多个，所述第二刷毛22的形状可以为圆柱体；每圈的所述第一刷毛21可以为一整体，此时，同一圈中的所述第一刷毛21包围所述刷轴20的部分高度的外侧面。或者，所述第一刷毛21也可以包含多个块状结构。所述第一刷毛21的与所述刷轴20的外侧面相对的面为圆弧形面，以使得在清洗时此圆弧形面与所述待清洗晶圆的边缘接触面积足够大，提高清洗效果。所述第一刷毛21与所述待清洗晶圆的边缘的接触面积大于所述第二刷毛22与所述待清洗晶圆的边缘的接触面积。

所述第二刷毛22的硬度大于所述第一刷毛21的硬度，以使得所述第一刷毛21能够有效去除尺寸较小的胶体颗粒，所述第二刷毛22能够有效去除尺寸较大的胶体颗粒，并且，由于所述第一刷毛21和所述第二刷毛22位于所述刷轴20上的不同圈，可以通过所述运动机构带动所述刷轴20上下运动来使得交替使用所述第一刷毛21和所述第二刷毛22清洗所述待清洗晶圆的边缘，进而使得所述第一刷毛21和所述第二刷毛22相互配合能够提高所述待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，例如去除率可以达到99％，避免人工手动采用刀片等工具去除胶体颗粒而导致的损伤晶圆和耗费人力的问题，且延长了所述刷毛的使用寿命，提高了生产效率，从而节省了成本。

所述第二刷毛22的直径可以为0.1mm～0.3mm，需要说明的是，所述第二刷毛22的直径不仅限于此范围，可以根据所述待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的大小选择合适直径的所述第二刷毛22。

优选的，所述第一刷毛21与所述第二刷毛22在所述刷轴20的外侧面上具有相同的高度，以使得所述第一刷毛21与所述第二刷毛22在对所述待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒进行清洗时，不需再调整所述第一刷毛21和所述第二刷毛22与所述待清洗晶圆的边缘之间的距离。需要说明的是，所述第一刷毛21与所述第二刷毛22在所述刷轴20的外侧面上的高度也可以具有微小的差异。

所述第一刷毛21的材质可以为聚乙烯醇等柔性材料，所述第二刷毛22的材质可以为尼龙。所述第一刷毛21和所述第二刷毛22的材质均具有弹性，能够在将所述待清洗晶圆的边缘清洗干净的同时，还能确保所述待清洗晶圆的表面不会被刮伤。

并且，所述待清洗晶圆的边缘包含所述待清洗晶圆的侧面、所述待清洗晶圆的上表面边缘和下表面边缘，由于胶体颗粒主要附着在所述待清洗晶圆的侧面，所述待清洗晶圆的上表面边缘和下表面边缘仅附着很少的胶体颗粒，因此，所述第一刷毛21和所述第二刷毛22清洗的主要是所述待清洗晶圆的侧面。由于所述第一刷毛21和所述第二刷毛22的材质均具有弹性，在对所述待清洗晶圆的侧面进行清洗时，也可以通过所述第一刷毛21和所述第二刷毛22的弹性变形而对所述待清洗晶圆的上表面边缘和下表面边缘进行清洗，确保所述待清洗晶圆的上表面边缘和下表面边缘上附着的胶体颗粒也被去除。

综上所述，本实用新型提供的所述晶圆清洗刷包括刷轴和设置于所述刷轴的外侧面上的至少两圈刷毛，所述刷毛包括至少一圈第一刷毛和至少一圈第二刷毛，每圈的所述第二刷毛的数量为多个，所述第二刷毛的硬度大于所述第一刷毛的硬度。本实用新型提供的所述晶圆清洗刷能够提高待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，进而节省了成本。

本实用新型一实施例提供一种晶圆清洗装置，包括：用于带动待清洗晶圆转动的第一运动机构、本实用新型提供的所述晶圆清洗刷以及用于固定所述晶圆清洗刷的支撑机构，所述第一运动机构设置于所述待清洗晶圆的底部，所述支撑机构设置于所述待清洗晶圆的边缘外侧，以使得所述晶圆清洗刷的刷毛接触所述待清洗晶圆的边缘，所述支撑机构包括用于带动所述晶圆清洗刷转动以及上下运动的第二运动机构。

所述第一运动机构包括用于固定所述待清洗晶圆的吸盘；所述晶圆清洗装置还包括用于向所述待清洗晶圆的边缘喷射清洗液的喷管，所述喷管设置于所述待清洗晶圆的边缘上方。

在对所述待清洗晶圆的边缘进行清洗之前，可以先将所述待清洗晶圆放置在所述第一运动机构上，通过所述吸盘将所述待清洗晶圆吸附固定；然后，将所述第二运动机构安装进入所述晶圆清洗刷上的连接孔中，同时，通过所述晶圆清洗刷上的螺纹将刷轴拧紧固定在所述支撑机构上，调整所述晶圆清洗刷与所述待清洗晶圆的边缘之间的相对位置，使得所述晶圆清洗刷上的刷毛与所述待清洗晶圆的边缘接触；接着，即可开始对所述待清洗晶圆的边缘进行清洗。其中，可以先将硬度相对较大的所述刷毛中的第二刷毛与所述待清洗晶圆的边缘接触，以先去除尺寸较大的胶体颗粒。

在对所述待清洗晶圆的边缘进行清洗的过程中，所述第一运动机构可以带动所述待清洗晶圆沿着顺时针方向转动，所述第二运动机构带动所述晶圆清洗刷沿着逆时针方向转动，或者，所述第一运动机构带动所述待清洗晶圆沿着逆时针方向转动，所述第二运动机构带动所述晶圆清洗刷沿着顺时针方向转动，通过所述待清洗晶圆与所述晶圆清洗刷之间的相对运动，所述晶圆清洗刷对所述待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒进行刷洗；并且，所述第二运动机构可以带动所述晶圆清洗刷上下运动，以使得所述刷毛中的第一刷毛和第二刷毛能够交替对所述待清洗晶圆的边缘进行清洗，进而提高所述待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率；同时，在刷洗的过程中，所述喷管向所述待清洗晶圆的边缘喷射清洗液，以冲洗掉被所述刷毛刷下来的胶体颗粒。

其中，所述待清洗晶圆和所述晶圆清洗刷的转动速度可以为400r/min～800r/min，所述清洗液可以为去离子水或者柠檬酸等。

由于所述晶圆清洗装置包括本实用新型提供的所述晶圆清洗刷，使得能够提高待清洗晶圆的边缘上的胶体颗粒的去除率，提高了清洗效率，从而节省了成本。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims

1.一种晶圆清洗刷，其特征在于，包括刷轴和设置于所述刷轴的外侧面上的至少两圈刷毛，所述至少两圈刷毛包括至少一圈第一刷毛和至少一圈第二刷毛，每圈的所述第二刷毛的数量为多个，所述第二刷毛的硬度大于所述第一刷毛的硬度。

2.如权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于，同一圈中的所述第一刷毛包围所述刷轴的部分高度的外侧面。

3.如权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于，所述刷轴的外侧面上设置有用于固定所述第一刷毛的位置的压块，所述压块设置于所述第一刷毛的两侧。

4.如权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于，所述第一刷毛的材质为聚乙烯醇，所述第二刷毛的材质为尼龙。

5.如权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于，所述第一刷毛的与所述刷轴的外侧面相对的面为圆弧形面；所述第二刷毛的形状为圆柱体。

6.如权利要求5所述的晶圆清洗刷，其特征在于，所述第二刷毛的直径为0.1mm～0.3mm。

7.如权利要求1所述的晶圆清洗刷，其特征在于，所述第二刷毛设置于所述刷轴的一端，所述刷轴的远离所述第二刷毛的另一端设置有用于将所述刷轴固定于一支撑机构上的螺纹，所述第一刷毛设置于所述螺纹与所述第二刷毛之间。

8.如权利要求7所述的晶圆清洗刷，其特征在于，在所述刷轴上的所述螺纹所在的一端中设置有一连接孔。

9.一种晶圆清洗装置，其特征在于，包括：用于带动待清洗晶圆转动的第一运动机构、如权利要求1至8中任一项所述的晶圆清洗刷以及用于固定所述晶圆清洗刷的支撑机构，所述第一运动机构设置于所述待清洗晶圆的底部，所述支撑机构设置于所述待清洗晶圆的边缘外侧，所述支撑机构包括用于带动所述晶圆清洗刷转动以及上下运动的第二运动机构。

10.如权利要求9所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述第一运动机构包括用于固定所述待清洗晶圆的吸盘；所述晶圆清洗装置还包括用于向所述待清洗晶圆的边缘喷射清洗液的喷管，所述喷管设置于所述待清洗晶圆的边缘上方。