[实用新型]晶圆清洗刷及晶圆清洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种集成电路制造领域，尤其涉及一种晶圆清洗刷及晶圆清洗装置。

背景技术

在晶圆制造厂中，前段工序（FEOL）的清洗主要针对栅氧化层的性能来实现。而后段工序（BEOL）的清洗是强调与薄膜、接触孔制作以及最近的化学机械研磨（CMP）有关的玷污物的清洗。随着CMP在多种应用中使用，如层间介质（ILD）、钨塞制作和双大马氏革结构制作，后段工序的清洗工艺变得更加严格。

其中，CMP后清洗的重点是去除研磨工艺中带来的所有玷污物。这些玷污物包括磨料颗粒杂质、被抛光材料带来的任何颗粒杂质以及从磨料中带来的化学玷污物。这些颗粒杂质要么由于CMP过程中所加的压力而机械性地嵌入晶圆表面，要么由于静电力或原子力（范德瓦斯力）而物理地粘附于被抛光的晶圆表面，所述静电力是表面电荷产生的吸引力或与Zeta势有关的排斥力。

自从20世纪90年代初期CMP技术在晶圆制造厂中应用以来，CMP后清洗从最初的用去离子水进行兆声波清洗，发展到用双面洗擦毛刷（DSS）和去离子水对晶圆进行物理洗擦。

请参阅图1-图4，其中，图1所示为现有的晶圆清洗装置的立体结构示意图，图2所示为现有的晶圆清洗装置的侧面结构示意图，图3所示为现有的晶圆清洗刷的结构示意图，图4所示为现有的晶圆清洗刷的刷筒轴的结构示意图。现有的晶圆清洗装置包括：三只晶圆驱动轮120、一对晶圆清洗刷110和两排设有若干用于冲洗晶圆100的晶圆清洗喷嘴131的供水管130。所述晶圆清洗刷110分别设置在晶圆100的正反面，且所述晶圆清洗刷110夹住晶圆100正反表面并对晶圆100正反表面进行滚动刷洗。所述晶圆清洗刷110包括外表面带有刷毛的刷筒111和刷筒轴112，所述刷筒111套设于所述刷筒轴112的外侧，且刷筒111上的刷毛呈圆柱状交错横向排列。当刷筒111转动时，晶圆100表面会受到刷毛垂直向下的摩擦作用，使得晶圆100表面上的颗粒杂质在刷毛的作用下沿晶圆100表面向下运动。

然而，在使用中发现，由于现有的刷筒轴112是一根光轴，即刷筒轴112中各个部位的直径相同，且刷筒111采用聚乙烯醇的海绵体，因此，当刷筒111挤压到晶圆100表面上时，刷筒轴112会受力变形，使得刷筒111的中部对于晶圆100相应部位（即晶圆中心区域）的挤压力要大于刷筒111的端部对晶圆100相应部位（即晶圆周围区域）的挤压力，从而出现晶圆100上各处的受力不均匀，即晶圆中心区域的受力较大，而晶圆周围区域的受力较小甚至不受力（不接触），使得晶圆周围区域上的颗粒杂质有大量残留，晶圆100表面的清洗效果很不均匀，严重影响产品良率。

因此，如何提供一种可以实现均匀、彻底清洗晶圆表面上颗粒杂质的晶圆清洗刷和晶圆清洗装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

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及晶圆清洗装置，以解决现有技术中晶圆表面清洗效果不均匀、不彻底的技术问题。

为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种晶圆清洗刷，包括外表面带有刷毛的刷筒和刷筒轴，所述刷筒套设于所述刷筒轴的外侧，所述刷筒轴的中心部位的直径小于所述刷筒轴的两端的直径。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述刷筒轴的直径由中心部位向两端逐渐变大。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述刷筒轴包括中间轴，所述中间轴的两端分别设有至少一根圆轴，所述中间轴的直径小于所述圆轴的直径。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述中间轴的两端分别设有至少两根圆轴，所述至少两根圆轴中越靠近中间轴的圆轴的直径越小。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述中间轴的两端分别设有两根圆轴。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述中间轴的直径是12毫米，其中靠近中间轴的圆轴的直径是16毫米，远离中间轴的圆轴的直径是18毫米。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述中间轴与圆轴之间以及相邻的圆轴之间可拆卸式连接。

优选的，在上述的晶圆清洗刷中，所述刷筒轴一体成型。

本实用新型还公开了一种晶圆清洗装置，包括一对晶圆清洗刷，所述晶圆清洗刷分别压在所述晶圆的正反表面并对晶圆进行滚动刷洗，所述晶圆清洗刷采用如上所述的晶圆清洗刷。