專利名稱：晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置。
背景技術(shù)：
在晶圓制造廠中，前段工序(FEOL)的清洗主要針對柵氧化層的性能來實現(xiàn)，而后段工序(BEOL)的清洗是強調(diào)與薄膜、接觸孔制作以及最近的CMP有關(guān)的玷污物的清洗。隨著CMP在多種應(yīng)用中使用，如層間介質(zhì)(ILD)、鎢塞制作和雙大馬氏革結(jié)構(gòu)制作，后段工序的清洗工藝變得更加嚴(yán)格。其中，CMP后清洗的重點是去除拋光工藝中帶來的所有玷污物。這些玷污物包括磨料顆粒、被拋光材料帶來的任何顆粒以及從磨料中帶來的化學(xué)玷污物。這些顆粒要么由于CMP過程中所加的壓力而機械性地嵌入晶圓表面，要么由于靜電力或原子力(范德瓦斯力)而物理地粘附在被拋光的晶圓表面，所述靜電力是表面電荷產(chǎn)生的吸引力或與Zeta勢有關(guān)的排斥力。自從20世紀(jì)90年代初期CMP技術(shù)在晶圓制造廠中應(yīng)用以來，CMP后清洗從最初的用去離子水進行兆聲波清洗，發(fā)展到用雙面洗擦刷(DSS)和去離子水對晶圓進行物理洗擦。請參閱圖1-圖4，其中，圖1為現(xiàn)有的晶圓清洗裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)不意圖；圖3為現(xiàn)有的晶圓清洗刷和晶圓的配合不意圖；圖4為圖3的側(cè)視示意圖。現(xiàn)有的晶圓清洗裝置包括:三只滾輪110、一對晶圓清洗刷120和兩排設(shè)有若干用于沖洗晶圓130的晶圓清洗噴嘴141的供水管140。所述晶圓清洗刷120分別設(shè)置在晶圓130的正反面，且所述晶圓清洗刷120夾住晶圓130正反表面并對晶圓130正反表面進行滾動刷洗。所述晶圓清洗刷120包括彈性刷筒121和設(shè)置于彈性刷筒121的外圓周表面的彈性刷頭122，且彈性刷筒121上的彈性刷頭122呈圓柱狀交錯橫向排列。當(dāng)彈性刷筒121轉(zhuǎn)動時，晶圓130表面會受到彈性刷頭122垂直向下的摩擦作用，使得晶圓130表面上的顆粒在彈性刷頭122的作用下沿晶圓130表面向下運動。然而，在使用過程中發(fā)現(xiàn)，晶圓清洗刷120的更新頻率比較高，因為，一旦發(fā)現(xiàn)局部彈性刷頭122出現(xiàn)磨損，就需要更換晶圓清洗刷120，造成了材料的浪費。因此，如何提供一種可以提高晶圓清洗刷使用壽命的晶圓清洗刷和清洗裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種晶圓清洗刷和清洗裝置，通過所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干所述彈性刷頭，使得彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面都可以適用，從而延長了晶圓清洗刷的使用壽命。為了達到上述的目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種晶圓清洗刷，包括彈性刷筒、彈性刷頭以及刷軸，所述彈性刷筒套設(shè)于所述刷軸的外側(cè)，所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干所述彈性刷頭。[0011]優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗刷中，所述彈性刷頭呈圓柱狀，所述彈性刷頭均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗刷中，所述彈性刷頭呈條狀，所述彈性刷頭呈螺旋狀均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗刷中，所述彈性刷筒的長度比晶圓的直徑長至少6cm。本實用新型還公開了一種晶圓清洗裝置，包括一對如上所述的晶圓清洗刷，所述晶圓清洗刷分別壓在所述晶圓的正反表面并對晶圓進行滾動刷洗。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗裝置中，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干晶圓清洗噴嘴的第一噴水管，所述第一噴水管分別設(shè)置于所述晶圓正反面的斜上方。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗裝置中，所述晶圓正反面的斜上方還分別設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的晶圓清洗活動噴嘴。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗裝置中，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干彈性刷筒清洗噴嘴的第二噴水管，所述第二噴水管分別設(shè)置于對應(yīng)彈性刷筒的斜上方。優(yōu)選的，在上述的晶圓清洗裝置中，所述彈性刷筒的斜上方還設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的彈性刷筒清洗活動噴嘴。本實用新型提供的晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，由刷軸和彈性刷筒組成的晶圓清洗刷，所述彈性刷筒套設(shè)于所述刷軸的外側(cè)，所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭。由于彈性刷筒具有良好的收縮性，且所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭，當(dāng)外圓周表面的彈性刷頭磨損后，可以將彈性刷筒內(nèi)外翻過來重新套設(shè)于刷軸上，使得內(nèi)圓周表面的彈性刷頭位于外側(cè)，從而可以提高彈性刷筒的使用壽命，降低材料成本。另外，通過采用如下結(jié)構(gòu)，即所述彈性刷頭呈條狀，所述彈性刷頭呈螺旋狀均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面，可以使得研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物經(jīng)過彈性刷頭形成的螺旋通道快速地離開晶圓清洗刷，防止這些研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物被晶圓清洗刷重新帶回晶圓上污染晶圓，從而提高晶圓的清洗效率。另外，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過增設(shè)一排設(shè)有若干彈性刷筒清洗噴嘴的第二噴水管，所述第二噴水管設(shè)置于所述彈性刷筒的斜上方。通過彈性刷筒清洗噴嘴的沖洗，可以將彈性刷筒上的顆粒及時沖走，防止這些顆粒被重新帶回到晶圓表面，進一步確保了晶圓清洗的效果，有效提高了晶圓清洗的效率。另外，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過分別在第一噴水管上和所述第二噴水管上分別設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的彈性刷筒清洗活動噴嘴，可以分別對顆粒比較多的晶圓和彈性刷筒的邊緣進行強化清洗，從而可以實現(xiàn)更好的清洗效果，進一步提高晶圓清洗效率。

本實用新型的晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置由以下的實施例及附圖給出。圖1為現(xiàn)有的晶圓清洗裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為現(xiàn)有的晶圓清洗刷和晶圓的配合不意圖；[0027]圖4為圖3的側(cè)視示意圖；圖5為本實用新型一實施例的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型一實施例的晶圓清洗刷和晶圓的配合示意圖；圖7為本實用新型一實施例的晶圓清洗刷的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型一實施例的晶圓清洗刷的側(cè)視示意圖；圖9為本實用新型一實施例的加裝晶圓清洗活動噴嘴的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，110、210_滾輪，120,220-晶圓清洗刷，121,221—彈性刷筒，122,222-彈性刷頭，223-刷軸，130、230-晶圓，140、240_供水管，141、241-晶圓清洗噴嘴，250-供水管，251-晶圓清洗活動噴嘴，261-彈性刷筒清洗噴嘴。
具體實施方式
以下將對本實用新型的晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置作進一步的詳細描述。下面將參照附圖對本實用新型進行更詳細的描述，其中表示了本實用新型的優(yōu)選實施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實用新型而仍然實現(xiàn)本實用新型的有益效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。為了清楚，不描述實際實施例的全部特征。在下列描述中，不詳細描述公知的功能和結(jié)構(gòu)，因為它們會使本實用新型由于不必要的細節(jié)而混亂。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為在任何實際實施例的開發(fā)中，必須作出大量實施細節(jié)以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如按照有關(guān)系統(tǒng)或有關(guān)商業(yè)的限制，由一個實施例改變?yōu)榱硪粋€實施例。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)為這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜和耗費時間的，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說僅僅是常規(guī)工作。為使本實用新型的目的、特征更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步的說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。請參閱圖5-圖9，其中，圖5為本實用新型一實施例的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為本實用新型一實施例的晶圓清洗刷和晶圓的配合示意圖，圖7為本實用新型一實施例的晶圓清洗刷的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為本實用新型的一實施例的晶圓清洗刷的側(cè)視示意圖，圖9為本實用新型一實施例的加裝晶圓清洗活動噴嘴的晶圓清洗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。請重點參閱圖5，這種晶圓清洗裝置，包括三個轉(zhuǎn)輪210和一對晶圓清洗刷220。所述轉(zhuǎn)輪210托住并帶動晶圓230轉(zhuǎn)動。所述晶圓清洗刷220分別壓在所述晶圓230的正、反表面并對晶圓230表面進行滾動刷洗。請重點參閱圖5-圖8，所述每個晶圓清洗刷220包括彈性刷筒221、彈性刷頭222以及刷軸223，所述彈性刷筒221套設(shè)于所述刷軸223的外側(cè)，所述彈性刷筒221的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干所述彈性刷頭222，請重點參閱圖8。由于彈性刷筒221具有良好的收縮性，且所述彈性刷筒221的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭222，當(dāng)外圓周表面的彈性刷頭222磨損后，可以將彈性刷筒221內(nèi)、外翻過來后重新套設(shè)于刷軸223上，使得內(nèi)圓周表面的彈性刷頭222位于外側(cè)以進行清洗工作，從而可以提高彈性刷筒221的使用壽命，降低材料成本。[0041]所述彈性刷頭可以采用現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)，即呈圓柱狀，所述彈性刷頭均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面。優(yōu)選的，本實施例中，所述彈性刷頭222呈條狀，所述彈性刷頭222呈螺旋狀均勻分布于所述彈性刷筒221的內(nèi)、外圓周表面，可以使得研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物經(jīng)過彈性刷頭222在所述彈性刷筒221的內(nèi)、外圓周表面上形成的螺旋通道快速地離開晶圓清洗刷，避免了現(xiàn)有的技術(shù)中采用圓柱型的彈性刷頭導(dǎo)致流向雜亂而無法及時撤離彈性刷筒221的問題，從而避免這些研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物被晶圓清洗刷重新帶回晶圓上污染晶圓，從而提高晶圓的清洗效率。所述彈性刷筒221和所述彈性刷頭222可以一體成型制造，加工工藝比較簡單。所述彈性刷筒221和所述彈性刷頭222均采用柔性材料，優(yōu)選采用聚乙烯醇。聚乙烯醇(簡稱PVA)外觀為白色粉末，是一種用途相當(dāng)廣泛的水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡膠之間，它的用途可分為纖維和非纖維兩大用途。由于PVA具有獨特的強力粘接性、皮膜柔韌性、平滑性、耐油性、耐溶劑性、保護膠體性、氣體阻絕性、耐磨性以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性。因此，采用聚乙烯醇的彈性刷筒221和所述彈性刷頭222來刷晶圓230，即不影響晶圓230表面會被刮傷，又能徹底有效清洗晶圓。請重點參閱圖6和圖7，本實施例中，所述彈性刷筒221的長度比晶圓230的直徑長至少6cm，如此，當(dāng)彈性刷筒221的兩端可以分別向晶圓的兩端伸出至少3cm，該伸出距離即為圖6所示的D。如此，可以確保晶圓230左右兩側(cè)邊緣附近的顆粒也可以被順利清除。請重點參閱圖5和圖9，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干晶圓清洗噴嘴241的第一噴水管240，所述第一噴水管240分別設(shè)置于所述晶圓230正反表面的斜上方。這些晶圓清洗噴嘴241和第一噴水管240可以沿用現(xiàn)有的部件，第一噴水管240將去離子水或其他清洗液輸送到各個晶圓清洗噴嘴241，然后，各個晶圓清洗噴嘴241對著晶圓230的上部進行沖洗，將顆粒沖離晶圓230表面。較佳的，所述晶圓230正反表面的斜上方還設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的晶圓清洗活動噴嘴251。可以將晶圓清洗活動噴嘴251設(shè)置在第一噴水管240上，并另接單獨控制的供水管250。這些晶圓清洗活動噴嘴251可以根據(jù)客戶的需要，調(diào)節(jié)噴嘴的方向、水流的水壓和水量，從而可以對某些區(qū)域進行重點清洗?？梢圆捎眠@些晶圓清洗活動噴嘴251對顆粒比較多的晶圓230的邊緣進行強化清洗，以實現(xiàn)更好的清洗效果。請繼續(xù)參閱圖5和圖9，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干彈性刷筒清洗噴嘴261的第二噴水管(圖中未示意)，所述第二噴水管分別設(shè)置于對應(yīng)彈性刷筒221的斜上方。所述第二噴水管的水壓相對于所述第一噴水管的水壓高。所述彈性刷筒清洗噴嘴261的沖洗角度可以調(diào)整至彈性刷筒221遠離晶圓230的中下部位置，以便可以加大沖洗力度，而不至于沖傷晶圓230。通過彈性刷筒清洗噴嘴261的沖洗，可以將彈性刷筒221上的顆粒沖走，防止這些顆粒被彈性刷筒221重新帶回到晶圓230表面，確保了晶圓230清洗的效果，提高了晶圓230清洗的效率。同理，所述彈性刷筒221的斜上方還設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的彈性刷筒清洗活動噴嘴(圖中未示意)。可以將彈性刷筒清洗活動噴嘴設(shè)置在第二噴水管上，并另接單獨控制的供水管。同樣，可以采用這些彈性刷筒清洗活動噴嘴對顆粒比較多的彈性刷筒的邊緣進行強化清洗，從而可以實現(xiàn)更好的清洗效果，進一步提高晶圓清洗效率。綜上所述，本實用新型提供的晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，由刷軸和彈性刷筒組成的晶圓清洗刷，所述彈性刷筒套設(shè)于所述刷軸的外側(cè)，所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭。由于彈性刷筒具有良好的收縮性，且所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭，當(dāng)外圓周表面的彈性刷頭磨損后，可以將彈性刷筒內(nèi)外翻過來重新套設(shè)于刷軸上，使得內(nèi)圓周表面的彈性刷頭位于外側(cè)，從而可以提高彈性刷筒的使用壽命，降低材料成本。另外，通過采用如下結(jié)構(gòu)，即所述彈性刷頭呈條狀，所述彈性刷頭呈螺旋狀均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面，可以使得研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物經(jīng)過彈性刷頭形成的螺旋通道快速地離開晶圓清洗刷，防止這些研磨顆粒及研磨下來的薄膜的殘留物被晶圓清洗刷重新帶回晶圓上污染晶圓，從而提高晶圓的清洗效率。另外，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過增設(shè)一排設(shè)有若干彈性刷筒清洗噴嘴的第二噴水管，所述第二噴水管設(shè)置于所述彈性刷筒的斜上方。通過彈性刷筒清洗噴嘴的沖洗，可以將彈性刷筒上的顆粒及時沖走，防止這些顆粒被重新帶回到晶圓表面，進一步確保了晶圓清洗的效果，有效提高了晶圓清洗的效率。另外，本實用新型的晶圓清洗裝置，通過分別在第一噴水管上和所述第二噴水管上分別設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的彈性刷筒清洗活動噴嘴，可以分別對顆粒比較多的晶圓和彈性刷筒的邊緣進行強化清洗，從而可以實現(xiàn)更好的清洗效果，進一步提高晶圓清洗效率。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種晶圓清洗刷，其特征在于，包括彈性刷筒、彈性刷頭以及刷軸，所述彈性刷筒套設(shè)于所述刷軸的外側(cè)，所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干所述彈性刷頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述晶圓清洗刷，其特征在于，所述彈性刷頭呈圓柱狀，所述彈性刷頭均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述晶圓清洗刷，其特征在于，所述彈性刷頭呈條狀，所述彈性刷頭呈螺旋狀均勻分布于所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述晶圓清洗刷，其特征在于，所述彈性刷筒的長度比晶圓的直徑長至少6cm。
5.一種晶圓清洗裝置，其特征在于，包括一對如權(quán)利要求廣4中任意一項所述的晶圓清洗刷，所述晶圓清洗刷分別壓在所述晶圓的正反表面并對晶圓進行滾動刷洗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述晶圓清洗裝置，其特征在于，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干晶圓清洗噴嘴的第一噴水管，所述第一噴水管分別設(shè)置于所述晶圓正反面的斜上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述晶圓清洗裝置，其特征在于，所述晶圓正反面的斜上方還分別設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的晶圓清洗活動噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述晶圓清洗裝置，其特征在于，所述晶圓清洗裝置還包括兩排設(shè)有若干彈性刷筒清洗噴嘴的第二噴水管，所述第二噴水管分別設(shè)置于對應(yīng)彈性刷筒的斜上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述晶圓清洗裝置，其特征在于，所述彈性刷筒的斜上方還設(shè)有若干單獨控制角度、水壓和水量的彈性刷筒清洗活動噴嘴。
專利摘要本實用新型公開了一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，所述的晶圓清洗刷，包括彈性刷筒、彈性刷頭以及刷軸，所述彈性刷筒套設(shè)于所述刷軸的外側(cè)，所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干所述彈性刷頭。由于彈性刷筒具有良好的收縮性，且所述彈性刷筒的內(nèi)、外圓周表面分別設(shè)有若干彈性刷頭，當(dāng)外圓周表面的彈性刷頭磨損后，可以將彈性刷筒內(nèi)外翻過來重新套設(shè)于刷軸上，使得內(nèi)圓周表面的彈性刷頭位于外側(cè)，從而可以提高彈性刷筒的使用壽命，降低材料成本。
文檔編號B08B3/02GK203018351SQ20122074895
公開日2013年6月26日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者唐強, 汪堅俊, 施成, 李佩, 馬智勇 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司