[實(shí)用新型]一種用于晶圓的刷洗裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201020518137.3
• 申請(qǐng)日: 2010-09-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201946573U
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 路新春;梅赫賡;裴召輝;黃雅婷;何永勇;雒建斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H01L21/00
• 分類號(hào): H01L21/00;B08B1/04
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 賈玉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及用于在晶圓化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)工藝之后的刷洗裝置。

背景技術(shù)

晶圓的CMP工藝被公認(rèn)為是目前有效的實(shí)現(xiàn)全局平坦化的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于芯片制造領(lǐng)域。而晶圓CMP工藝后表面殘留有機(jī)化合物、顆粒和金屬雜質(zhì)等表面污物，而表面污物將影響晶圓的下一道工藝，進(jìn)而嚴(yán)重?fù)p害芯片的性能和可靠性。為此，需要在CMP工藝后對(duì)晶圓進(jìn)行刷洗以除去其表面污物。

傳統(tǒng)的刷洗裝置中，在豎直放置的晶圓兩側(cè)設(shè)置有一對(duì)相互平行的圓柱狀刷子，晶圓由滾輪支撐。在刷洗晶圓時(shí)，一邊由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)滾輪旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，一邊通過(guò)刷子轉(zhuǎn)動(dòng)并擠壓晶圓進(jìn)行刷洗。

現(xiàn)有刷洗裝置的存在下列問(wèn)題：首先，晶圓的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)需要另設(shè)的驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，從而使得整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高。同時(shí)，想要實(shí)現(xiàn)最佳的刷洗效率及刷洗效果，需要同時(shí)調(diào)節(jié)刷子的轉(zhuǎn)速與驅(qū)動(dòng)裝置的輸出功率以調(diào)節(jié)晶圓的轉(zhuǎn)速，因此程序相對(duì)復(fù)雜操作難度大。而且，由于晶圓的旋轉(zhuǎn)是由滾輪帶動(dòng)的，這要求晶圓與滾輪之間是一種配合關(guān)系，而晶圓、滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與刷子的旋轉(zhuǎn)之間是相互獨(dú)立的，這就容易發(fā)生因晶圓、滾輪的轉(zhuǎn)動(dòng)與刷子的旋轉(zhuǎn)之間的失衡所引起的晶圓碎裂的情況。此外，由于晶圓的刷洗都在密封腔內(nèi)進(jìn)行，一方面滾輪的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜會(huì)導(dǎo)致整個(gè)裝置龐大，另一方面有可能由其引入二次污染。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種具有無(wú)需另設(shè)晶圓驅(qū)動(dòng)裝置的、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、且不易發(fā)生碎片的刷洗裝置，用于在晶圓化學(xué)機(jī)械拋光工藝之后清潔晶圓表面。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于晶圓的刷洗裝置，包括：機(jī)架；支撐部件，所述支撐部件設(shè)置在所述機(jī)架上以支撐晶圓；清洗液供給單元，所述清洗液供給單元設(shè)置在所述機(jī)架上用于向晶圓的表面施加清洗液；以及一對(duì)刷子，所述一對(duì)刷子包括刷子主體和設(shè)置于所述刷子主體表面上的多個(gè)毛束，且所述一對(duì)刷子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在所述機(jī)架上以將晶圓夾在它們之間刷洗晶圓表面同時(shí)在晶圓上產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)的扭矩。

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的用于晶圓的刷洗裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例，所述一對(duì)刷子為圓柱狀刷子，其中所述一對(duì)刷子的軸線之間呈夾角α。具體而言，其中0°＜α＜4°。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例，至少一個(gè)所述刷子主體為圓錐形且所述多個(gè)毛束高度均勻，其中在刷洗晶圓表面時(shí)所述一對(duì)刷子的與所述晶圓接觸的兩條母線之間呈夾角α。

根據(jù)本實(shí)用新型的再一個(gè)實(shí)施例，所述一對(duì)刷子主體均是錐角為α的圓錐形。具體而言，其中0°＜α＜4°。

根據(jù)本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施例，所述刷子主體為圓柱形，且在至少一個(gè)所述刷子中位于一端的毛束高度高于另一端的毛束高度。

根據(jù)本實(shí)用新型的其他實(shí)施例，所述支撐部件可以包括三個(gè)滾輪，在刷洗晶圓表面時(shí)，所述晶圓由所述三個(gè)滾輪形成三點(diǎn)支撐定位。

根據(jù)本實(shí)用新型的其他實(shí)施例，還可以包括去離子水供給單元，所述清洗液供給單元包括化學(xué)清洗劑供給管路和去離子水供給管路。

具體而言，所述清洗液管路與所述去離子水管路可以相互垂直。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于晶圓的刷洗裝置，至少具有下列優(yōu)點(diǎn)之一：

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于晶圓的刷洗裝置，由毛刷對(duì)晶圓產(chǎn)生的扭矩驅(qū)動(dòng)晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)，因此不需另設(shè)晶圓驅(qū)動(dòng)裝置，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，降低了設(shè)備設(shè)計(jì)制造成本。同時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)刷子與晶圓之間的擠壓量，可實(shí)現(xiàn)刷子轉(zhuǎn)速、晶圓轉(zhuǎn)速、刷洗效率和刷洗效果之間的最佳匹配，程序簡(jiǎn)單易操作。而且，晶圓的轉(zhuǎn)動(dòng)是在刷子旋轉(zhuǎn)時(shí)施加于晶圓表面的扭矩作用下的被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，而由晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)，因此刷子旋轉(zhuǎn)、晶圓轉(zhuǎn)動(dòng)和支撐滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)之間是“柔性”的隨動(dòng)關(guān)系，不易發(fā)生因轉(zhuǎn)動(dòng)失衡而碎片的情況。

并且，晶圓三點(diǎn)支撐定位的可靠性高，有利于機(jī)械手設(shè)置和抓取晶圓。

此外，清洗液管路和去離子水管路相互垂直，更利于液體均勻地噴散于晶圓表面，且刷洗裝置的腔體結(jié)構(gòu)更緊湊，節(jié)省設(shè)備空間，而且不會(huì)引入二次污染。

本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是表示本實(shí)用新型第一實(shí)施例的用于晶圓的刷洗裝置在刷洗晶圓表面時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是表示圖1所示的刷洗裝置在刷洗晶圓表面時(shí)的俯視圖；