TWI572419B - 用於清理半導體晶圓的錐形刷 - Google Patents

用於清理半導體晶圓的錐形刷 Download PDF

Info

Publication number
TWI572419B
TWI572419B TW102111168A TW102111168A TWI572419B TW I572419 B TWI572419 B TW I572419B TW 102111168 A TW102111168 A TW 102111168A TW 102111168 A TW102111168 A TW 102111168A TW I572419 B TWI572419 B TW I572419B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
brush
substrate
axis
linear velocity
cleaning device
Prior art date
Application number
TW102111168A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201345620A (zh
Inventor
泰瑞爾傑夫利J
維斯爾布蘭迪S
Original Assignee
伊利諾工具工程公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 伊利諾工具工程公司 filed Critical 伊利諾工具工程公司
Publication of TW201345620A publication Critical patent/TW201345620A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI572419B publication Critical patent/TWI572419B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/304Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46BBRUSHES
    • A46B9/00Arrangements of the bristles in the brush body
    • A46B9/08Supports or guides for bristles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46BBRUSHES
    • A46B7/00Bristle carriers arranged in the brush body
    • A46B7/04Bristle carriers arranged in the brush body interchangeably removable bristle carriers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B1/00Cleaning by methods involving the use of tools
    • B08B1/30Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface
    • B08B1/32Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members
    • B08B1/34Cleaning by methods involving the use of tools by movement of cleaning members over a surface using rotary cleaning members rotating about an axis parallel to the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08CLEANING
    • B08BCLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B11/00Cleaning flexible or delicate articles by methods or apparatus specially adapted thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02041Cleaning
    • H01L21/02096Cleaning only mechanical cleaning
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67028Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like
    • H01L21/6704Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing
    • H01L21/67046Apparatus for fluid treatment for cleaning followed by drying, rinsing, stripping, blasting or the like for wet cleaning or washing using mainly scrubbing means, e.g. brushes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A46BRUSHWARE
    • A46BBRUSHES
    • A46B13/00Brushes with driven brush bodies or carriers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Brushes (AREA)
  • Cleaning In General (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Description

用於清理半導體晶圓的錐形刷 【相關申請案】
本申請案主張審查中之美國先行專利申請案第61/619,512號的利益,該申請案申請於2012年4月3日,其全部內容在此以引用方式併入。
本發明通常關於用於清理物件的處理與裝置。更具體地,它是關於用於清理半導體基板的刷。
鑄造的圓柱形聚乙烯醇刷傳統上用於自動清理系統,以提供後化學機械平坦(CMP,Chemical Mechanical Planarization)處理來有效地清理基板的表面,例如半導體晶圓或其他碟形基板。圓柱形聚乙烯醇刷也用於清理系統中,以清理及乾燥在平板顯示器製造、玻璃生產、與印刷電路板組件中的玻璃與其他非碟形基板。圓柱形刷可具有長度是短到50微米或長到10米,舉例來說。圓柱形刷延伸完全橫越處理中的基板,藉此,接觸該基板的整個距離是橫越其直徑。
圓柱形刷在清理處理中是位於中心縱向軸周圍的中心刷核心上並且由中心刷核心驅動。當垂直於沿著刷的長度 的中心軸來取時,圓柱形刷具有固定的橫剖面直徑。圓柱形刷與中心刷核心之間的準確與穩定連接是所欲的。圓柱形刷可具有小瘤在其外側表面上,以協助清理基板。
圓柱形刷預期是準確地在其軸上旋轉且提供具有大體上固定小瘤壓力形態的大體上圓柱形表面。在某些實例中,圓柱形刷是形成於中心刷核心的周圍。例如,刷核心可置於鑄模中,且化學混合物(例如聚乙烯醇)射入於鑄模中,以在中心刷核心的周圍形成圓柱形刷。
當旋轉的圓柱形刷接合於旋轉的圓形基板(例如半導體晶圓)時,圓柱形刷與圓形基板之間會發生滑動,這是因為圓柱形刷與圓形基板上的多個點的線性速度之間的差異。圓柱形刷以大體上固定的旋轉速度來旋轉,且因為刷是圓柱形,圓柱形刷的外側表面上的任何點的線性速度大體上為固定。如同在此所定義,表面或基板上的點的線性速度是該點在正切於該點之旋轉方向的方向中的速度。但是,當圓形基板以大體上固定的旋轉速度來旋轉時,圓形基板的外側邊緣附近的點的線性速度是遠大於圓形基板的中心處或附近的點的線性速度。因此,圓柱形刷的外側表面上的所有點的線性速度變成不可能匹配於接合在圓形基板上的相鄰點,導致在接合區域處(圓柱形刷沿著該接合區域接合於圓形基板)圓柱形刷與圓形基板之間的某些滑動。此滑動對於較大尺寸的基板變成較嚴重的問題。
因此,想要的是具有一種刷,其中在刷的外側表面上的所有點的線性速度大概匹配於接合在圓形基板上的相鄰 點的線性速度,導致在接合區域處(圓柱形刷沿著該接合區域接合於圓形基板)圓柱形刷與圓形基板之間較少的滑動。
在一態樣中,提供一種用於清理基板的清理裝置。該清理裝置包括(但不限於)一大體上錐形刷與一中空孔,該錐形刷具有一外側清理表面,該中空孔位於一中心軸周圍。該錐形刷具有相對於一第二端的一第一端。該第一端界定一第一橫剖面區域,且該第二端界定一第二橫剖面區域。該第一與第二橫剖面區域兩者都垂直於該中心軸。該第一橫剖面區域大於該第二橫剖面區域。
在另一態樣中,提供用於清理基板的一種方法。該方法包括(但不限於)將一基板與一清理裝置接合,該清理裝置具有一刷核心與一刷,該刷核心位於一第一中心軸的周圍,且該刷具有一外側清理表面與一中空孔,該中空孔形成於該刷核心的周圍。該刷具有相對於一第二端的一第一端。該刷的一橫剖面區域當垂直於該刷核心的該第一中心軸來取時是從該第一端大體上增加至該第二端。該方法也包括(但不限於)以一第一旋轉方向將該刷繞著該第一中心軸來旋轉,以及以一第二旋轉方向將該基板繞著一第二中心軸來旋轉。該第二中心軸相交於該第一中心軸。沿著該外側清理表面從該刷的該第一端至該刷的該第二端所線性形成的多個點的每個點是以一第一線性速度行進,該第一線性速度正切於該第一旋轉方向,且該第一線性速度大體上從該刷的該第一 端增加至該刷的該第二端。沿著該基板從該基板的一外側邊緣至該基板的一中心所徑向形成的多個點的每個點是以一第二線性速度行進,該第二線性速度正切於該第二旋轉方向,且該第二線性速度大體上從該基板的該外側邊緣減少至該基板的該中心。
在另外一態樣中,提供用於清理基板的一種方法。該方法包括(但不限於)將一基板與一清理裝置接合,該清理裝置具有一刷核心與形成於該刷核心周圍的一大體上錐形刷。在該大體上錐形刷上的一第一接合表面接合於該基板上的一第二接合表面。在該第一接合表面上的任何第一點的一第一線性速度與在該第二接合表面上且相鄰於該第一點的一第二點的一第二線性速度之間的一差異是大體上固定在大約±10%內。
在又另一態樣中,提供用於清理一基板的一種清理裝置,且該清理裝置包括一刷,該刷包括一第一端、相對於該第一端的一第二端、一外側表面、與一中空孔,該中空孔圍繞該刷的一中心軸而界定在該刷中。該刷界定了靠近該第一端的一第一橫剖面區域與靠近該第二端的一第二橫剖面區域。該第一與第二橫剖面區域兩者都大體上垂直於該中心軸,且該第二橫剖面區域大於該第一橫剖面區域。
在又另一態樣中,提供用於清理一基板的一種方法,且該方法包括將一基板與一清理裝置接合,該清理裝置包括一刷核心與一刷,該刷核心位於一第一軸的周圍,且該刷包括一外側表面與一中空孔,該中空孔圍繞該刷核心而界 定在該刷中。該刷也包括相對於一第二端的一第一端。該刷的一橫剖面區域當大體上垂直於該第一軸來取時是從該第一端增加至該第二端。該方法也包括以一第一旋轉方向將該刷繞著該第一軸來旋轉,以及以一第二旋轉方向將該基板繞著一第二軸來旋轉。該第二軸相交於該第一軸,且沿著該外側表面從該刷的該第一端至該刷的該第二端所線性形成的多個點的每個點是以一個別第一線性速度行進。該第一線性速度正切於該第一旋轉方向,且該第一線性速度大體上從該刷的該第一端增加至該刷的該第二端。沿著該基板從該基板的一外側邊緣至該基板的一中心所徑向形成的多個點的每個點是以一個別第二線性速度行進。該第二線性速度正切於該第二旋轉方向,且該第二線性速度大體上從該基板的該外側邊緣減少至該基板的該中心。
在又另一態樣中,提供用於清理一基板的一種方法,且該方法包括將一清理裝置繞著一第一軸來旋轉。該清理裝置包括一第一端、相對於該第一端的一第二端、位於該第一軸周圍的一刷核心、與形成於該刷核心周圍的一刷。該刷的一橫剖面區域當大體上垂直於該第一軸來取時是從該第一端大體上增加至該第二端。該方法也包括將一基板繞著一第二軸來旋轉,以及將該清理裝置的一第一表面與該基板與一第二表面接合。在該第一接合表面上的任何點的一第一線性速度與在該第二接合表面上且相鄰於該第一點的一點的一第二線性速度之間的一差異是大體上固定在大約±10%內。
本發明之範圍僅由所附申請專利範圍來界定,且不 被此發明內容內的敘述所影響。
100‧‧‧清理系統
102‧‧‧旋轉裝置
104‧‧‧基板
106‧‧‧表面
108‧‧‧外側邊緣
109‧‧‧中心
110‧‧‧刷
112‧‧‧中空孔
113‧‧‧內部表面
114‧‧‧外側清理表面
116‧‧‧第二接合構件
118‧‧‧小瘤
120‧‧‧通道
124‧‧‧端
126‧‧‧端
130‧‧‧刷核心
132‧‧‧主體部
133‧‧‧外側表面
140‧‧‧第一接合構件
150‧‧‧流體通道
156‧‧‧細孔
160‧‧‧旋轉接合構件
174‧‧‧通道
190‧‧‧第一接合表面
192‧‧‧第二接合表面
A1‧‧‧第一橫剖面區域
A2‧‧‧第二橫剖面區域
a1、a2‧‧‧中心軸
D1‧‧‧第一平均外側直徑
D2‧‧‧第二平均外側直徑
dy‧‧‧差異
P1、P2、P3、P4‧‧‧點
t1‧‧‧厚度
V1、V2、V3、V4‧‧‧線性速度
α、β‧‧‧旋轉方向
本發明可參照下面的圖式與敘述而更佳地了解。圖式中的組件不需要是依尺寸,重點反而是放在例示本發明的原理。
第1圖根據本發明之一實施例,繪示用於清理及/或磨光基板的清理系統的立體視圖。
第2圖根據本發明之一實施例,繪示截頭錐形刷的立體視圖。
第3圖根據本發明之一實施例,繪示截頭錐形刷與部分之刷核心的部分分解立體視圖,分解是為了說明本揭露的原理。
第4圖根據本發明之一實施例,繪示刷核心的立體視圖。
第5圖根據本發明之一實施例,繪示用於清理及/或磨光基板的清理系統的立體視圖。
第6圖根據本發明之一實施例,繪示截頭錐形刷與刷核心的分解立體視圖。
第7圖根據本發明之一實施例,繪示用於清理及/或磨光基板的清理系統的上視視圖。
藉由形成適於提供刷與基板之間的固定相對速度的刷,符合本揭露的方法與系統可以克服傳統的刷與刷核心系統的缺點。在一範例實施例中,提供大體上錐形或截頭錐形 的刷,且將在該刷的外側表面上的所有點的線性速度與接合在基板上的相鄰點的線性速度相匹配或協調一致,導致在接合區域處(該刷沿著該接合區域接合於圓形基板)該刷與圓形基板之間的較少滑動。
參見第1圖,顯示用於清理與磨光基板104的清理系統100。清理系統100可為自動清理系統,該自動清理系統可自動或手動地設定來磨光及/或清理基板104,且更具體地是基板104的表面106。基板104包括多種碟形或非碟形基板的任一種,例如:矽類型的基板,包括玻璃、乾玻璃、半導體晶圓、平板顯示器玻璃面板、玻璃製造的面板、與印刷電路板;聚合物類型的基板;以及多種類型半導體基板,例如矽類型的半導體基板、單元件半導體基板、絕緣層上矽(SOI,silicon on insulator)基板、III-V半導體基板、II-VI半導體基板、其他二元的半導體基板、三元的半導體基板、四元的半導體基板;光纖基板;超導基板;玻璃基板;熔合的石英基板;熔合的矽土基板;磊晶矽基板;與有機半導體基板。
參見第1-4圖,清理系統100包含大體上錐形或截頭錐形刷110(具有中空孔112)、在中空孔112內接合於刷110的刷核心130、與接合於刷核心130的旋轉裝置102。例示的核心130只是範例的核心,且不打算作為限制。清理系統100可包括多種其他核心,且所有此種核心的可能性都打算是在本揭露的範圍與精神內。錐形刷110可用於傳統的自動清理系統,以提供後化學機械平坦(CMP)處理來有效地清理基板104的表面106。例如,刷110可為鑄模的聚乙烯醇(PVA, polyvinyl alcohol)泡沫材料刷、聚氨酯泡沫材料刷、其他聚合物的泡沫材料刷、或其他適於滿足清理及/或磨光基板104的吸收材料。
大體上錐形的構件或大體上截頭錐形的構件(例如刷110)可為形成於縱向中心軸a1周圍的構件,並且可以此方式在中心軸a1周圍達到平衡:當該構件繞著中心軸a1旋轉時,該構件所產生的離心力變化不超過大約±20%,以提供較平衡的構件,且為此,當垂直於該中心軸a1來取時,一端126具有比另一端124更大的橫剖面區域。大體上錐形的構件或大體上截頭錐形的構件可包括中斷物(例如小瘤或孔洞)形成於其外側表面114上或中。
參見第1-3圖,錐形刷110包括相對於內部表面113的外側清理表面114,內部表面113形成中空孔112。藉由在已經形成的刷核心130周圍射入鑄模該刷110,中空孔112可形成於刷核心130周圍,或者中空孔112可形成且然後稍後置於刷核心130周圍。中空孔112由錐形刷110的內部表面113所界定。在一實施例中,內部表面113被第二接合構件116所中斷,第二接合構件116匹配於且圍繞刷核心130的第一接合構件140。藉由形成第二接合構件116於第一接合構件140的周圍,刷110可固定地裝配至刷核心130,以防止刷核心130與刷110之間的移動與滑動。
外側清理表面114可為大體上平滑,如同第6圖所示,或者外側清理表面114可具有例如小瘤118的表面特徵,而通道120形成於小瘤118之間,如同第1-3圖所示。具有表 面特徵(例如具有通道120的小瘤118)可協助刷110較佳地清理某些基板104。在外側清理表面114上的表面特徵(例如孔洞、通道120、線、邊緣、點、或其他高起的表面或小瘤118)可被併入並且具有有利的效果是增加力矩傳輸大小,但是可能是受限的,因為它們在外側清理表面114外形上的效果會改變。因為刷110的截頭錐形配置,當以朝向第二端124的方向沿著表面114移動時,小瘤118的密度為增加。應了解到,小瘤的例示配置是範例配置,且刷110可以包括多種不同配置的小瘤,且所有此種可能的小瘤配置都打算是在本揭露的範圍與精神內。例如,小瘤可具有與所例示的不同的大小,該刷可以包括多種大小的小瘤同時在外側表面上,小瘤可具有多種形狀等。
參見第3與4圖,刷核心130在中空孔112內接合於刷110。刷核心130包括主體部132,主體部132形成外側表面133,外側表面133接合於且固定至內部表面113,內部表面113界定刷110的中空孔112。參見第6圖,在一實施例中,刷核心130為大體上錐形或大體上截頭錐形。在另一實施例中,參見第3與4圖,刷核心130為大體上圓柱形。
參見第3與4圖,外側表面114與133可位於刷核心130的中心軸a1周圍,或者外側表面114與133可對稱地位於刷核心130的中心軸a1周圍。為了防止刷110與刷核心130之間的旋轉移動與軸向移動,外側表面133的輪廓或外形可由第一接合構件140中斷。旋轉移動在此是界定為繞著中心軸a1沿著旋轉方向α的移動,如同第1圖所示。軸向移動 在此是界定為沿著軸向方向的移動,軸向方向大體上是垂直於中心軸a1(的大約±30°內)。第一接合構件140為中斷外側表面133的大概輪廓的任何特徵,以較佳地接合刷110的第二接合構件116。第一接合構件140包括此種特徵,例如箍或一系列的箍、凸脊或一系列的凸脊、或者通道174或一系列的通道174,它們沿著外側表面133在任何數量的位置處,以有效地軸向固定刷110至刷核心130,如同第3與4圖所示。
因為第一與第二接合構件140、116,刷核心130的外側表面133與刷110的內部表面113之間的實體配合可以提供對於滑動的顯著阻力。藉由其他方法,包括黏著劑、核心的表面製備(化學的、物理的、冠狀的、與類似者)、或此種額外的表面特徵,例如隆起、尖的邊緣、鈎、點、凸鍵、或其他連結特徵,可進一步增進對於滑動的此阻力。
參見第2與3圖,大體上錐形刷110具有外側清理表面114與中空孔112是位於中心軸a1周圍。錐形刷110具有相對於第二端126的第一端124。第一端124界定了第一橫剖面區域A1,如同第6圖所示,且第二端126界定了第二橫剖面區域A2,如同第3圖所示。第一與第二橫剖面區域A1與A2兩者都大體上垂直於中心軸a1。第一橫剖面區域A1小於第二橫剖面區域A2,允許刷110呈現大體上錐形。刷110的橫剖面區域當垂直於中心軸a1來取時是大體上從第一端124增加至第二端126。
藉由具有大體上錐形,當刷110繞著中心軸a1旋轉時,在外側清理表面114上與第一端124附近的第一點P1的 線性速度V1是小於在外側清理表面114上與第二端126附近的第二點P2的線性速度V2。線性速度V1與V2是點P1與P2行進的速度,且線性速度V1與V2大體上正切於刷110的旋轉方向α。因為大體上錐形,沿著該外側清理表面114從刷110的第一端124至刷110的第二端126所線性形成的多個點(例如點P1與P2)的每個點是以正切於旋轉方向α的線性速度來行進,且該線性速度大體上從刷110的第一端124增加至刷110的第二端126。換句話說,沿著外側清理表面114所線性形成的多個點的線性速度並非固定,而是漸增或漸減。
第一橫剖面區域A1形成大體上圓形或大體上甜甜圈形(具有第一平均外側直徑D1),且第二橫剖面區域A2形成大體上圓形或大體上中空甜甜圈環形(具有大於第一平均外側直徑D1的第二平均外側直徑D2)。第二平均外側直徑D2大於第一平均外側直徑D1大約50%至大約500%。
參見第6圖,在一實施例中,刷110形成大體上錐形或截頭錐形中空孔112,以容納大體上錐形或截頭錐形刷核心130,且容許大體上錐形或截頭錐形刷110具有大體上固定的厚度t1。刷110適於包括多種不同類型、形狀與配置的核心,且例示的核心只是許多可能核心的範例,且不打算限制本揭露。
參見第4圖,細孔156是從主體部132的外側表面133形成至主體部132中的流體通道150,用於將磨光流體從流體通道150流動至主體部132的外側表面133且至刷110。
參見第4圖,在一實施例中,刷核心130也包括旋 轉接合構件160,用於接合且連接於旋轉裝置102。旋轉接合構件160為可用於連接至或固定至另一裝置的任何裝置,且旋轉接合構件160包括組件,例如像是螺帽狀的部件或其他多邊形狀的部件,該等組件可以與刷核心130一體形成作為一個部件並且可以固定至旋轉裝置102。旋轉裝置102包括可以在刷核心130上引致旋轉移動的任何裝置,例如電動馬達、氣體馬達或引擎、由馬達或手動提供動力的曲柄軸、與自動或手動地移動的滑輪、輪子、機械連接件、及/或齒輪的任何組合。旋轉裝置102具有互補的接合構件,該互補的接合構件連接於旋轉接合構件160,旋轉接合構件160用於接合並且連接刷核心130與旋轉裝置102。
在操作中,藉由將刷110射入鑄模於刷核心130周圍,刷110可設置於或形成於刷核心130周圍。在將刷110設置於或形成於刷核心130周圍時,藉由將旋轉接合構件160連接於旋轉裝置102上的接合構件,刷核心130與刷110之後可連接於旋轉裝置102。之後,刷110在旋轉方向α中繞著中心軸a1旋轉。當旋轉該刷110時,或者在旋轉該刷110之前,刷110是設置於基板104的表面106附近且接合於基板104的表面106。在例示的範例實施例中,清理裝置只在其一端需要支撐(旋轉裝置102端)並且橫越其直徑只接觸於基板104的一部分。傳統的清理裝置橫越其直徑完全地接觸於基板,且在清理裝置的兩端處都需要支撐。在本揭露的某些實施例中,清理裝置是接觸少於基板的全部直徑(亦即,少於直徑的100%)。在本揭露的其他實施例中,清理裝置是接 觸少於基板的直徑的大約70%。在本揭露的另外實施例中,清理裝置是接觸少於基板的直徑的大約60%。在本揭露的又其他實施例中,清理裝置是接觸基板的直徑的大約50%。
參見第1圖,刷110接合基板104與位於第一中心軸a1周圍的刷核心130。刷110的橫剖面區域當垂直於刷核心130的第一中心軸a1來取時,是大體上從第一端124增加至第二端126。當刷110接合於基板104時,該刷之後在第一旋轉方向α中繞著第一中心軸a1旋轉,且基板104在第二旋轉方向β中繞著第二中心軸a2旋轉。參見第7圖,第一中心軸a1徑向對準於且相交於第二中心軸a2(在第7圖中直接延伸出頁面外)。
繼續參見第7圖,沿著該外側清理表面114從刷110的第一端124至刷110的第二端126所線性形成的多個點(例如P1與P2)的每個點是以它們個別的第一線性速度V1與V2來行進,第一線性速度V1與V2正切於第一旋轉方向α並且大體上從刷110的第一端124增加至刷110的第二端126,如同V1與V2的每一箭頭的長度差異所示。
沿著基板104從基板104的外側邊緣108至基板104的中心109所徑向形成的多個點(例如P3與P4)的每個點是以它們個別的第二線性速度V3與V4來行進,第二線性速度V3與V4正切於第二旋轉方向β並且大體上從基板104的外側邊緣108減少至基板104的中心109,如同V3與V4的每一箭頭的長度差異所示。
刷110在表面106上的旋轉移動有助於清理及/或磨 光表面106。參見第1圖,在一實施例中,基板104也沿著旋轉方向β繞著第二中心軸a2旋轉,第二中心軸a2形成通過基板104的中心109。在一實施例中,磨光流體通過在主體部132中所形成的流體通道150而泵出,且通過形成通過於主體部132的外側表面133的細孔156而流入刷110中並且流至流體通道150。磨光流體有助於進一步清理及/或磨光基板104。
沿著外側清理表面114的任何點(例如P1)的第一線性速度與沿著基板104且相鄰於第一點所徑向形成的點(例如P3)的第二線性速度之間的差異dy是大體上固定在大約±10%內,或者在大約±5%內。在刷110的第一接合表面190上的任何第一點(例如P1)的第一線性速度與在基板104的第二接合表面192上(表面190與192在第7圖中是在同一直線的)且相鄰於第一點的點(例如P3)的第二線性速度之間的差異dy是大體上固定在大約±10%內,或者在大約±5%內。刷110的第一接合表面190是當刷110接合於基板104的給定時間點時,刷110接觸於基板104的部分。基板104的第二接合表面192是當刷110接合於基板104的給定時間點時,基板104接觸於刷110的部分。
藉由提供刷110與基板104上的點的第一與第二線性速度之間的大體上固定差異dy,當刷110接合於且清理基板104時,刷110與基板104之間的滑動可減少。
應了解到,本文所揭露的刷是適於清理及/或磨光任何大小與形狀的基板。另外,刷可具有多種配置,以適合於 基板的不同大小與形狀,且所有此種配置都打算是在本揭露的範圍與精神內。例如,刷沿著刷的長度可具有較大或較小的直徑遞減率,以適合於不同的基板或基板的不同旋轉速度。
雖然上面例示的範例是敘述使用PVA刷110來清理半導體基板104,本領域中熟習技藝者將了解到,符合本發明的方法與系統並不限於此。例如,刷110可包括其他材料,且刷110可用於清理其他類型的表面106或基板104。另外,刷110可或可不具有小瘤或孔洞形成於刷110的外側清理表面114上或中。在此種範例的刷中,刷的外側表面將較平滑。
摘要是提供來使讀者可以快速確認該技術揭露的本質。認為要了解到,它將不用於解釋或限制申請專利範圍的意義或範圍。另外,在上面的實施方式中,可了解到,各種特徵在各種實施例中是群組在一起,是為了合理化本揭露。本揭露的此方法不解釋成是反映此意圖:所主張的實施例需要的特徵是比每一申請專利範圍中所詳述的更多。而是,如同下面的申請專利範圍所反映的,發明的技術特徵需要比單一揭露的實施例的所有特徵還少。因此,下面的申請專利範圍據此而併入於實施方式中,而每一申請專利範圍本身就是個別主張的技術特徵。
雖然已經敘述本發明的各種實施例,對於本領域中熟習技藝者是明顯的:其他實施例與實施都可能在本發明的範圍中。因此,本發明不限制,除了啟發自所附申請專利範圍與其均等物之外。
100‧‧‧清理系統
102‧‧‧旋轉裝置
104‧‧‧基板
106‧‧‧表面
108‧‧‧外側邊緣
109‧‧‧中心
110‧‧‧刷
112‧‧‧中空孔
114‧‧‧外側清理表面
118‧‧‧小瘤
120‧‧‧通道
160‧‧‧旋轉接合構件
a1、a2‧‧‧中心軸
D1‧‧‧第一平均外側直徑
P1、P2‧‧‧點
V1、V2‧‧‧線性速度
α、β‧‧‧旋轉方向

Claims (20)

  1. 一種用於清理一基板的清理裝置,該清理裝置包括:一截頭錐形刷,該截頭錐形刷包括一第一端、相對於該第一端的一第二端、一外側表面、與一中空孔,該中空孔圍繞該刷的一中心軸而界定在該刷中,其中該截頭錐形刷的一橫剖面區域當垂直於該中心軸來取時是從該第一端連續性增加至該第二端;其中該刷包含形成在該刷的該外側表面上的複數個小瘤;以及其中該複數個小瘤的一密度沿著該截頭錐形刷從該第二端增加至該第一端。
  2. 如請求項1所述之清理裝置,其中該第一橫剖面區域具有一大體上圓形的周邊,該周邊具有一第一直徑;且該第二橫剖面區域具有一大體上圓形的周邊,該周邊具有一第二直徑,該第二直徑大於該第一直徑。
  3. 如請求項1所述之清理裝置,其中該刷大體上為錐形。
  4. 如請求項1所述之清理裝置,其中該刷大體上為截頭錐形。
  5. 如請求項1所述之清理裝置,其中該刷包括複數小瘤,該等小瘤形成於該刷的該外側表面上。
  6. 如請求項1所述之清理裝置,進一步包括一刷核心,該刷核心至少部分位於該刷的該中空孔內且位於該中心軸的周圍。
  7. 如請求項6所述之清理裝置,其中該刷核心大體上為錐形。
  8. 一種用於清理一基板的方法,該方法包括: 將一基板與一清理裝置接合,該清理裝置包括一刷核心與一刷,該刷核心位於一第一軸的周圍且該刷包括一外側表面與一中空孔,該中空孔圍繞該刷核心而界定在該刷中,該刷也包括相對於一第二端的一第一端,且其中該刷的一橫剖面區域當垂直於該第一軸來取時是從該第一端增加至該第二端;以一第一旋轉方向將該刷繞著該第一軸來旋轉;及以一第二旋轉方向將該基板繞著一第二軸來旋轉;其中,該第二軸相交於該第一軸,且其中沿著該外側表面從該刷的該第一端至該刷的該第二端所線性形成的多個點的每個點是以一個別第一線性速度行進,其中該等第一線性速度正切於該第一旋轉方向,且該等第一線性速度從該刷的該第一端增加至該刷的該第二端;及其中,沿著該基板從該基板的一外側邊緣至該基板的一中心所徑向形成的多個點的每個點是以一個別第二線性速度行進,其中該等第二線性速度正切於該第二旋轉方向,且該等第二線性速度從該基板的該外側邊緣減少至該基板的該中心。
  9. 如請求項8所述之方法,其中該基板為一圓形半導體晶圓。
  10. 如請求項8所述之方法,其中該基板為一圓形基板。
  11. 如請求項8所述之方法,其中沿著該外側表面的任何點的該第一線性速度與沿著該基板且相鄰於該第一點所徑向形成的一點的該第二線性速度之間的一差異是固定在大約±10%內。
  12. 如請求項8所述之方法,其中該刷為一聚乙烯醇刷。
  13. 如請求項8所述之方法,其中複數小瘤在該刷的該外側表面上。
  14. 一種用於清理一基板的方法,該方法包括:將一清理裝置繞著一第一軸來旋轉,其中該清理裝置包括一第一端、相對於該第一端的一第二端、位於該第一軸周圍的一刷核心、與形成於該刷核心周圍的一刷,且其中該刷的一橫剖面區域當垂直於該第一軸來取時是從該第一端大體上增加至該第二端;將一基板繞著一第二軸來旋轉;及將該清理裝置的一第一表面與該基板與一第二表面接合,其中在該第一表面上的一第一點的一第一線性速度與在該第二表面上且相鄰於該第一點的一第二點的一第二線性速度之間的一差異是固定在大約±10%內。
  15. 如請求項14所述之方法,其中該基板為一圓形半導體晶圓。
  16. 如請求項14所述之方法,其中該基板為一圓形基板。
  17. 如請求項14所述之方法,其中該第二軸是徑向對準於且相交於該第一軸。
  18. 如請求項14所述之方法,其中該第一線性速度與該第二線性速度之間的該差異是大體上固定在大約±5%內。
  19. 如請求項14所述之方法,其中該刷為一聚乙烯醇刷。
  20. 如請求項14所述之方法,其中該刷包括複數小瘤在該刷的一外側表面上。
TW102111168A 2012-04-03 2013-03-28 用於清理半導體晶圓的錐形刷 TWI572419B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261619512P 2012-04-03 2012-04-03
US13/803,211 US8778087B2 (en) 2012-04-03 2013-03-14 Conical sponge brush for cleaning semiconductor wafers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201345620A TW201345620A (zh) 2013-11-16
TWI572419B true TWI572419B (zh) 2017-03-01

Family

ID=49233228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102111168A TWI572419B (zh) 2012-04-03 2013-03-28 用於清理半導體晶圓的錐形刷

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8778087B2 (zh)
JP (1) JP6378168B2 (zh)
KR (1) KR102054536B1 (zh)
TW (1) TWI572419B (zh)
WO (1) WO2013152008A1 (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9168988B2 (en) * 2010-12-27 2015-10-27 Loch Stock and Barrel LLC Method of cleaning a rotating object
US8819887B2 (en) 2011-11-02 2014-09-02 Belanger, Inc. Illuminated hub for a vehicle wash component
US9079566B2 (en) * 2013-03-15 2015-07-14 Belanger, Inc. Absorbent media element for a vehicle wash component
USD735431S1 (en) * 2013-09-24 2015-07-28 Ebara Corporation Roller shaft for substrate cleaning
USD735430S1 (en) * 2013-09-24 2015-07-28 Ebara Corporation Roller shaft for substrate cleaning
USD735429S1 (en) * 2013-09-24 2015-07-28 Ebara Corporation Roller shaft for substrate cleaning
CN103639130B (zh) * 2013-12-25 2015-11-25 河北宇牛电气设备有限公司 佛尘式绝缘子宽阈定位快速清洁装置
US9475272B2 (en) 2014-10-09 2016-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. De-bonding and cleaning process and system
US10271636B2 (en) * 2014-11-10 2019-04-30 Illinois Tool Works Inc. Archimedes brush for semiconductor cleaning
CN105268671B (zh) * 2015-10-30 2017-08-29 国网山东省电力公司东营供电公司 附着式绝缘子本体清洁装置
CN106423949A (zh) * 2016-11-04 2017-02-22 广东技术师范学院 一种带有高效清理装置的控制器
CN110114857B (zh) * 2016-12-28 2023-06-13 芝浦机械电子株式会社 基板处理装置及基板处理方法
USD923890S1 (en) * 2018-09-07 2021-06-29 Maradyne Corporation Mattress surface cleaning agitator
CN111215367B (zh) * 2018-11-27 2021-11-05 荣耀终端有限公司 针棒和清胶装置
US10758946B2 (en) * 2019-01-23 2020-09-01 Tung An Development Ltd. Device of cleaning brush
US12023779B2 (en) 2021-07-14 2024-07-02 Applied Materials, Inc. Post-chemical mechanical polishing brush cleaning box
CN116403948B (zh) * 2023-06-08 2023-09-05 山东凯一达智能科技有限公司 一种半导体元件制造设备及使用方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341045A (zh) * 1999-02-26 2002-03-20 阿伊昂株式会社 洗净用的海绵辊
TW526100B (en) * 1999-06-01 2003-04-01 Applied Materials Inc Brush core for disk scrubbing apparatus and method for use thereof
US20080276394A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Scrubbing device and roll sponge assembly used therein
WO2011103538A2 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Entegris,Inc. Post-cmp cleaning brush

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1475079A (en) * 1920-06-08 1923-11-20 Miller Fred William Rotary brush
US2691181A (en) * 1950-04-07 1954-10-12 Gen Mills Inc Crumb sweeper
US3086241A (en) * 1961-10-20 1963-04-23 Frank W Bohn Glass washer
JPS596974A (ja) 1982-07-05 1984-01-14 カネボウ株式会社 洗浄方法
JPH08299917A (ja) * 1995-05-08 1996-11-19 Wakomu Seisakusho:Kk 板状体洗浄方法および洗浄装置
WO1997013590A1 (en) 1995-10-13 1997-04-17 Ontrak Systems, Inc. Method and apparatus for chemical delivery through the brush
US5921399A (en) 1996-06-07 1999-07-13 Derrick Corporation Gumbo separator
US5675856A (en) * 1996-06-14 1997-10-14 Solid State Equipment Corp. Wafer scrubbing device
US6502273B1 (en) 1996-11-08 2003-01-07 Kanebo, Ltd. Cleaning sponge roller
JPH11625A (ja) * 1997-06-13 1999-01-06 Mitsubishi Materials Corp ウェーハの洗浄装置
JP3200036B2 (ja) 1998-05-22 2001-08-20 アイオン株式会社 洗浄用回転ブラシ
US6299698B1 (en) * 1998-07-10 2001-10-09 Applied Materials, Inc. Wafer edge scrubber and method
US6269510B1 (en) 1999-01-04 2001-08-07 International Business Machines Corporation Post CMP clean brush with torque monitor
DE19901243A1 (de) 1999-01-14 2000-07-20 Heidelberger Druckmasch Ag Dosierbare Rasterwalze in einer Rotationsdruckmaschine
US6240588B1 (en) 1999-12-03 2001-06-05 Lam Research Corporation Wafer scrubbing brush core
JP3844635B2 (ja) 2000-04-12 2006-11-15 株式会社荏原製作所 ロールスポンジ、ロールスポンジの製造方法、ロールスポンジの製造具及びロールスポンジを軸に取り付ける方法
US7955693B2 (en) 2001-04-20 2011-06-07 Tolland Development Company, Llc Foam composition roller brush with embedded mandrel
JP2003051481A (ja) * 2001-08-07 2003-02-21 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
AU2003209984A1 (en) * 2002-02-15 2003-09-04 Asm Nutool Inc Integrated system for processing semiconductor wafers
US20040040576A1 (en) 2002-08-29 2004-03-04 Yuxia Sun Wafer cleaning brush
CN1863645B (zh) 2003-08-08 2011-11-30 安格斯公司 用于制作浇注在可旋转基体上的整体式多孔垫的方法和材料
US6936540B2 (en) 2003-09-18 2005-08-30 Micron Technology, Inc. Method of polishing a semiconductor substrate, post-CMP cleaning process, and method of cleaning residue from registration alignment markings
US7926144B1 (en) 2003-10-23 2011-04-19 R.E. Whittaker Company, Inc. Rollers and disks for carpet cleaning
US20050092350A1 (en) 2003-10-31 2005-05-05 Mark Buehler Scrubbing brush with ligand attachments
TWI245671B (en) 2005-03-08 2005-12-21 Quanta Display Inc Clean apparatus
JP4667264B2 (ja) 2006-02-08 2011-04-06 パナソニック株式会社 半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置
USD622920S1 (en) 2007-05-02 2010-08-31 Entegris Corporation Cleaning sponge roller
TWM362051U (en) 2009-02-26 2009-08-01 Tung An Dev Ltd Structure for cleaning
WO2012038719A1 (en) * 2010-09-20 2012-03-29 Ali Waqar Majeed Cleaning device
US8821645B2 (en) * 2011-02-02 2014-09-02 Mari Kay Hentges Cosmetic removal apparatus
US9202723B2 (en) 2011-11-29 2015-12-01 Illinois Tool Works, Inc. Brush with cantilevered nodules
US20130255721A1 (en) * 2012-04-03 2013-10-03 Illinois Tool Works Inc. Concave nodule sponge brush
US20130283553A1 (en) * 2012-04-26 2013-10-31 Applied Materials, Inc. Anti-slip scrubber brush and assembly methods
US9119461B2 (en) * 2012-04-26 2015-09-01 Applied Materials, Inc. High stiffness, anti-slip scrubber brush assembly, high-stiffness mandrel, subassemblies, and assembly methods

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1341045A (zh) * 1999-02-26 2002-03-20 阿伊昂株式会社 洗净用的海绵辊
TW526100B (en) * 1999-06-01 2003-04-01 Applied Materials Inc Brush core for disk scrubbing apparatus and method for use thereof
US20080276394A1 (en) * 2007-05-08 2008-11-13 Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. Scrubbing device and roll sponge assembly used therein
WO2011103538A2 (en) * 2010-02-22 2011-08-25 Entegris,Inc. Post-cmp cleaning brush

Also Published As

Publication number Publication date
JP6378168B2 (ja) 2018-08-22
KR20140143431A (ko) 2014-12-16
JP2015517215A (ja) 2015-06-18
KR102054536B1 (ko) 2019-12-10
US8778087B2 (en) 2014-07-15
US20130255720A1 (en) 2013-10-03
WO2013152008A1 (en) 2013-10-10
US20140283320A1 (en) 2014-09-25
TW201345620A (zh) 2013-11-16
US9237797B2 (en) 2016-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI572419B (zh) 用於清理半導體晶圓的錐形刷
JP6820285B2 (ja) 凹状突起部スポンジブラシ
US9202723B2 (en) Brush with cantilevered nodules
JP6027101B2 (ja) Pvaスポンジブラシのブラシマンドレル
JP7177110B2 (ja) 半導体洗浄用のアルキメデスブラシ
KR101980206B1 (ko) Pva 스폰지 브러시를 위한 브러시 굴대