一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，所述晶圓清洗刷至少包括：刷筒和設(shè)于所述刷筒外圓周面且交錯排列的分叉型刷頭；所述分叉型刷頭呈“八”字型。通過在刷筒上設(shè)置有交錯排列的呈“八”字型的分叉型刷頭，一方面，在清洗時，清洗刷向晶圓方向轉(zhuǎn)動，所述分叉型刷頭能讓大部分清洗液和晶圓接觸，僅有少量的清洗液從刷頭的分叉口流失，大部分清洗液會由于清洗刷的旋轉(zhuǎn)方向和慣性整體往晶圓及晶圓邊緣方向流動，這樣可以有效利用清洗液，減少清洗液的用量，節(jié)約成本；另一方面，清洗刷的刷頭和晶圓表面接觸擠壓產(chǎn)生形變，增大刷頭和晶圓表面的接觸面積，從而更容易清洗干凈晶圓表面及邊緣。
【專利說明】一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，特別是涉及一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體工藝流程中，化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)是非常重要的一道工序。隨著CMP在多種應(yīng)用中使用，如層間介質(zhì)(ILD)、鎢塞制造和雙大馬士革結(jié)構(gòu)制作，伴隨著會產(chǎn)生的大量的玷污物，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化學(xué)玷污物，這些顆粒是由于CMP過程中所加的壓力而機(jī)械性地嵌入晶圓表面，CMP后清洗的重點(diǎn)是去除所有的玷污物，這使得后段工藝的清洗工藝變得更加嚴(yán)格。
[0003]自從20實際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(jìn)行兆聲波清洗，發(fā)展到用雙面洗擦毛刷(DSS)和去離子水對晶圓進(jìn)行物理洗擦。
[0004]如圖1和圖2所不為現(xiàn)有的晶圓清洗刷結(jié)構(gòu),該晶圓清洗刷至少包括:刷筒IA和設(shè)于刷筒外圓周面且交錯排列的圓柱形刷頭2A。當(dāng)刷頭2A轉(zhuǎn)動時，晶圓表面會受到刷頭2A垂直向下的摩擦作用力，如圖3所示，在垂直向下的摩擦力作用下，晶圓4A表面的玷污物會沿著晶圓4A表面向下運(yùn)動,從而離開晶圓4A表面。
[0005]為了更加有效地清洗掉晶圓表面的玷污物，一般還會設(shè)置若干個噴嘴，用于噴灑清洗液至晶圓的表面，在強(qiáng)勁的沖力作用下使玷污物離開晶圓表面。但是，在清洗過程中發(fā)現(xiàn)，晶圓表面的殘留物仍較多，尤其是晶圓的邊緣部分的殘留物更為顯著，并且在清洗過程中清洗很容易從柱狀刷頭2A流失掉，這就需要消耗大量的清洗液,相應(yīng)的成本也增加，如圖4所示,虛線表示清洗液流失的方向。
[0006]因此，提供一種可以更加有效清洗晶圓表面玷污物的晶圓清洗裝置是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的課題。
實用新型內(nèi)容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實用新型的目的在于提供一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中晶圓表面清洗不徹底且清洗液消耗過多的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實用新型提供一種晶圓清洗刷，所述晶圓清洗刷至少包括:刷筒和設(shè)于所述刷筒外圓周面且交錯排列的分叉型刷頭。
[0009]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優(yōu)選方案，所述分叉型刷頭呈“八”字型，所述“八”字型刷頭分別沿刷筒的軸向和周向均勻分布。
[0010]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優(yōu)選方案，所述晶圓清洗刷還包括套設(shè)于所述刷筒內(nèi)的刷軸，所述刷軸的長度大于刷筒的長度，所述刷筒的長度大于晶圓的直徑。
[0011]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優(yōu)選方案，所述刷筒的材料為聚乙烯醇，所述刷頭的材料為柔性材料。[0012]本實用新型還提供一種晶圓清洗裝置，所述清洗裝置至少包括一對用于對晶圓正反兩個表面進(jìn)行清洗的晶圓清洗刷，每一個晶圓清洗刷至少包括:刷筒和設(shè)于所述刷筒外圓周面且交錯排列的分叉型刷頭。
[0013]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述分叉型刷頭呈“八”字型，所述“八”字型刷頭分別沿刷筒的軸向和周向均勻分布。
[0014]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述晶圓清洗刷還包括套設(shè)于所述刷筒內(nèi)的刷軸，所述刷軸的長度大于刷筒的長度，所述刷筒的長度大于晶圓的直徑。
[0015]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優(yōu)選方案，所述刷筒的材料為聚乙烯醇，所述刷頭的材料為柔性材料。
[0016]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述晶圓清洗裝置還包括分別設(shè)于晶圓正反面斜上方的兩條供液管，所述每一條供液管上設(shè)有至少一個固定噴嘴。
[0017]作為本實用新型的晶圓清洗裝置的一種優(yōu)選方案，所述每一條供液管上還設(shè)有至少一個活動噴嘴。
[0018]如上所述，本實用新型的晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，具有以下有益效果:通過在刷筒上設(shè)置有交錯排列的呈“八”字型的分叉型刷頭，一方面，在清洗時，清洗刷向晶圓方向轉(zhuǎn)動，所述分叉型刷頭能讓大部分清洗液和晶圓接觸，僅有少量的清洗液從刷頭的分叉口流失，大部分清洗液會由于清洗刷的旋轉(zhuǎn)方向和慣性整體往晶圓及晶圓邊緣方向流動，這樣可以有效利用清洗液，減少清洗液的用量，節(jié)約成本；另一方面，清洗刷的刷頭和晶圓表面接觸擠壓產(chǎn)生形變，增大刷頭和晶圓表面的接觸面積，從而更容易清洗干凈晶圓表面及邊緣。
【專利附圖】

【附圖說明】
`[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓清洗刷的立體示意圖。
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓清洗刷的左視圖。
[0021]圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的晶圓清洗刷清洗晶圓的示意圖。
[0022]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中清洗液從柱狀刷頭流失的示意圖。
[0023]圖5為本實用新型的晶圓清洗刷結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6為本實用新型的晶圓清洗刷的刷頭變形前后的示意圖。
[0025]圖7為本實用新型的清洗液從晶圓清洗刷的刷頭流失示意圖。
[0026]圖8為本實用新型的晶圓清洗裝置示意圖。
[0027]元件標(biāo)號說明
[0028]I, IA刷筒
[0029]2，2A刷頭
[0030]21分叉口
[0031]3刷軸
[0032]4, 4A晶圓
[0033]5供液管
[0034]51固定噴嘴
[0035]52移動噴嘴支術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本實用新型可實施的
清洗刷，所述晶圓清洗刷至少包括:刷筒1
斤述刷筒1采用聚乙烯醇材料，當(dāng)然也可以刮傷晶圓表面為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述刷筒1的清洗晶圓。進(jìn)一步地，所述刷筒1內(nèi)還套設(shè)I，刷軸3外露于所述刷筒1的兩端，刷軸3面進(jìn)行滾動清洗。.圓周面上，且所述刷頭2為分叉型刷頭。作“八”字型，且“八”字型的刷頭2分別沿刷采用的是柔性材料，優(yōu)選地，所述分叉型刷
I列的分叉型刷頭2，一方面，分叉型的刷頭3玷污物；另一方面，清洗過程中，分叉型刷[0047]所述刷筒I呈圓柱形，具有外圓周面，所述刷筒I采用聚乙烯醇材料，當(dāng)然也可以采用其他合適的材料，所選用的材料以清洗時不刮傷晶圓表面為準(zhǔn)。優(yōu)選地，所述刷筒I的長度大于晶圓的直徑，這樣可以更加方便地進(jìn)行清洗晶圓。進(jìn)一步地，所述刷筒I內(nèi)還套設(shè)有一刷軸3，所述刷軸3的長度大于刷筒I的長度，刷軸3外露于所述刷筒I的兩端，刷軸3轉(zhuǎn)動帶動刷筒I轉(zhuǎn)動于晶圓表面，從而對晶圓表面進(jìn)行滾動清洗。
[0048]所述刷頭2交錯排列于所述刷筒I的外圓周面上，且所述刷頭2為分叉型刷頭。作為本實用新型優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，所述分叉型刷頭2呈“八”字型，且“八”字型的刷頭2分別沿刷筒I的軸向和周向均勻分布。所述分叉型刷頭2采用的是柔性材料，優(yōu)選地，所述分叉型刷頭2的材料為聚乙烯醇。
[0049]通過在刷筒I的外圓周面上設(shè)置交錯排列的分叉型刷頭2，一方面，分叉型的刷頭2相比現(xiàn)有的圓柱形刷頭更容易清除晶圓表面的玷污物；另一方面，清洗過程中，分叉型刷頭2和晶圓會接觸發(fā)生形變，如圖6所示，實線表示形變前的刷頭2，虛線表示形變后的刷頭2，發(fā)生形變后的刷頭2與晶圓表面的接觸面積變大，能更有效地清除晶圓表面的玷污物，并且形變后的刷頭2可以覆蓋到晶圓邊緣的位置，減少邊緣玷污物的殘留；另外，如圖7所示，箭頭表示清洗液7的流動方向，采用交錯排列的分叉型刷頭2，在清洗刷滾動時，清洗液7會通過刷頭2的分叉口 21倒流至下一排的分叉型刷頭2，這樣，就可以繼續(xù)留住清洗液7，減少清洗液7的流失，降低清洗液7的消耗，節(jié)約成本。
[0050]進(jìn)一步地，所述晶圓清洗裝置還包括分別設(shè)于晶圓4正反兩面斜上方的兩條供液管5，如圖7所示的晶圓其中一面斜上方的的供液管5，所述每一條供液管5上設(shè)有至少一個固定噴嘴51。本實施例中，所述每一條供液管5上設(shè)有五個固定噴嘴51。所述每一條供液管5將清洗液7輸送至每一個固定噴嘴51，再通過固定噴嘴51將清洗液7噴灑到晶圓4表面，使玷污物離開晶圓4表面，達(dá)到清洗的目的。
[0051]更進(jìn)一步地，所述每一條供液管5上還設(shè)有至少一個活動噴嘴52。本實施例中，所述每一條供液管5上設(shè)有一個活動噴嘴52。所述活動噴嘴52可以單獨(dú)接活動噴嘴送液管6，活動噴嘴52可以在供液管5上來回移動，對晶圓4表面上需要重點(diǎn)清洗的部位進(jìn)行清洗。通過固定噴嘴51和活動噴嘴52配合使用，可以實現(xiàn)更好的清洗效果。
[0052]綜上所述，本實用新型提供一種晶圓清洗刷和晶圓清洗裝置，通過在刷筒上設(shè)置有交錯排列的呈“八”字型的分叉型刷頭，一方面，在清洗時，清洗刷向晶圓方向轉(zhuǎn)動，所述分叉型刷頭能讓大部分清洗液和晶圓接觸，僅有少量的清洗液從刷頭的分叉口流失，大部分清洗液會由于清洗刷的旋轉(zhuǎn)方向和慣性整體往晶圓及晶圓邊緣方向流動，這樣可以有效利用清洗液，減少清洗液的用量，節(jié)約成本；另一方面，清洗刷的刷頭和晶圓表面接觸擠壓產(chǎn)生形變，增大刷頭和晶圓表面的接觸面積，從而更容易清洗干凈晶圓表面及邊緣。
[0053]所以，本實用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0054]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進(jìn)行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種晶圓清洗刷，用于清洗進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光工藝后的晶圓表面，其特征在于，所述晶圓清洗刷至少包括:刷筒和設(shè)于所述刷筒外圓周面且交錯排列的分叉型刷頭；所述分叉型刷頭呈“八”字型，所述“八”字型刷頭分別沿刷筒的軸向和周向均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗刷，其特征在于:所述晶圓清洗刷還包括套設(shè)于所述刷筒內(nèi)的刷軸，所述刷軸的長度大于刷筒的長度，所述刷筒的長度大于晶圓的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晶圓清洗刷，其特征在于:所述刷筒的材料為聚乙烯醇，所述刷頭的材料為柔性材料。
4.一種晶圓清洗裝置，其特征在于:所述清洗裝置至少包括一對用于對晶圓正反兩個表面進(jìn)行清洗的晶圓清洗刷，每一個晶圓清洗刷至少包括:刷筒和設(shè)于所述刷筒外圓周面且交錯排列的分叉型刷頭；所述分叉型刷頭呈“八”字型，所述“八”字型刷頭分別沿刷筒的軸向和周向均勻分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述晶圓清洗刷還包括套設(shè)于所述刷筒內(nèi)的刷軸，所述刷軸的長度大于刷筒的長度，所述刷筒的長度大于晶圓的直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述刷筒的材料為聚乙烯醇，所述刷頭的材料為柔性材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述晶圓清洗裝置還包括分別設(shè)于晶圓正反面斜上方的兩條供液管，所述每一條供液管上設(shè)有至少一個固定噴嘴。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的晶圓清洗裝置，其特征在于:所述每一條供液管上還設(shè)有至少一個活動噴嘴。
【文檔編號】B08B1/04GK203620984SQ201320474241
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】唐強(qiáng) 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司