一種晶圓清洗刷的製作方法
2023-10-06 03:18:39 1
一種晶圓清洗刷的製作方法
【專利摘要】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：套筒；位於所述套筒外表面的若干凸點結構；所述凸點結構包括兩部分：高於所述套筒表面的底部以及位於所述底部上的頂部；所述凸點結構頂部的縱截面為梯形。本實用新型通過設計套筒表面的凸點結構來增大凸點結構和晶圓表面的接觸面積，延長清洗液在晶圓表面的停留時間，以此來有效實現化學機械研磨後晶圓表面殘留物的清洗。
【專利說明】一種晶圓清洗刷
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體製造設備領域，特別是涉及一種晶圓清洗刷。
【背景技術】
[0002]在半導體製造工藝中，隨著製程技術的不斷升級，對晶圓表面平坦度的要求越來越高。而化學機械研磨技術可以實現晶圓表面全局的平坦化。在後續的加工工藝中，由於前道研磨工序會給晶圓表面帶來玷汙物質，這些玷汙物質包括磨料顆粒如二氧化鈰、氧化鋁、膠狀的二氧化矽顆粒以及添加至磨料中的表面活性劑、侵蝕劑和其他添加劑等殘留物。化學機械研磨過程中使得這些顆粒在機械性的壓力之下嵌入晶圓表面，為了避免降低器件的可靠性以及對器件引入缺陷，因此後續工序的清洗工藝變得更加重要和嚴格。
[0003]傳統的晶圓清洗刷剖面結構示意圖如圖1所示，該清洗刷至少包括:套筒10、位於套筒內中心軸上的滾軸11以及套筒外表面上的凸點結構12。該凸點結構12用來充當清洗刷的刷毛，每個凸點結構的形狀為如圖2所示的圓柱體結構。在晶圓的清洗過程中，滾軸11在馬達的驅動下帶動套筒10旋轉，裝置自帶的清洗液會流入清洗刷表面的刷毛上以及刷毛之間，刷毛會壓緊晶圓表面並與晶圓表面形成接觸摩擦從而實現清洗。由於傳統清洗刷具有的凸點結構其形狀為柱體，當套筒旋轉時，凸點結構不能很好地和晶圓表面形成更大面積的接觸即達不到更多的刷洗，從而達不到有效的清洗效果；另一方面，當清洗液在套筒表面以及凸點結構之間流動時，柱體凸點結構對清洗液沒有實現有效的截流，使得清洗液和晶圓的接觸的時間不夠而達不到有效的清洗。目前這些問題都沒有較為理想的解決方案。
實用新型內容
[0004]鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種晶圓清洗刷，用於解決現有技術中由於刷毛和晶圓表面接觸不到位使得清洗液在晶圓表面停留時間不夠導致的不能有效實現化學機械研磨後晶圓表面殘留物清洗的問題。
[0005]為實現上述目的及其他相關目的，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:
[0006]套筒；
[0007]位於所述套筒外表面的若干凸點結構；
[0008]所述凸點結構包括固定於所述套筒外表面的底部以及位於所述底部上的頂部；
[0009]所述凸點結構的頂部的縱截面為梯形。
[0010]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述底部縱截面為矩形或梯形。
[0011]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述頂部底面面積小於等於所述底部頂面面積。
[0012]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述底部為圓臺、稜台、稜柱、圓柱或橢圓柱。[0013]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述頂部為圓臺、橢圓臺或稜台。
[0014]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述套筒為圓柱形，該套筒的長度為200毫米~230毫米。
[0015]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述套筒的內直徑為60毫米~70毫米。
[0016]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述凸點結構高度為2毫米~3毫米。
[0017]作為本實用新型的晶圓清洗刷的一種優選方案，所述凸點結構的間距為5毫米~6毫米。
[0018]如上所述，本實用新型的晶圓清洗刷，設計套筒表面的凸點結構為兩個組成部分:一部分是高於套筒筒體表面的底部，另一部分是位於所述底部上的頂部。頂部的縱截面形狀為梯形。通過設計套筒表面的凸點結構使晶圓清洗刷具有以下有益效果:用於增大凸點結構和晶圓表面接觸的面積用以延長清洗液在晶圓表面停留時間，以此來有效實現化學機械研磨後晶圓表面殘留物的清洗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為現有技術中的晶圓清洗刷剖面結構示意圖。
[0020]圖2為現有技術中的晶圓清洗刷凸點結構示意圖。
[0021]圖3、圖4為本實用新型的晶圓清洗刷剖面結構示意圖。
[0022]圖5、圖6為本實用新型的晶圓清洗刷凸點結構示意圖。
[0023]圖7為本實用新型的晶圓清洗刷的凸點結構底部或頂部的結構示意圖。
[0024]元件標號說明
[0025]10、30、40 滾軸
[0026]11、31、41 套筒
[0027]12、32、42 凸點結構
[0028]321、421 底部
[0029]322、422頂部
【具體實施方式】
[0030]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
[0031]請參閱圖3至圖7。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本實用新型的基本構想，遂圖式中僅顯示與本實用新型中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪製，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為複雜。
[0032]如圖3所示，本實用新型提供一種晶圓清洗刷，所述清洗刷至少包括:套筒31以及位於套筒31內部的滾軸30。所述套筒31的長度h為200毫米~230毫米，其內直徑d為60毫米~70毫米，所述套筒31的外表面具有凸點結構。同時參照圖4，圖4表示本實用新型的另一種晶圓清洗刷，所述清洗刷至少包括:套筒41以及位於套筒內部的滾軸40。所述套筒41的長度h與所述套筒31的長度相同，為200毫米?230毫米；其內直徑d也與套筒41的內直徑相同，為60毫米?70毫米。
[0033]所述套筒31的外表面具有凸點結構。參照圖5，所述圖3中的凸點結構32由兩部分組成:與圖3中套筒31連接的底部321，位於底部321上的頂部322。所述底部321高於所述套筒31表面，其形狀為圓柱形。
[0034]所述套筒41的外表面具有凸點結構。參照圖6，所述圖4中的凸點結構42由兩部分組成:與圖4中套筒41連接的底部421，位於底部421上的頂部422。所述底部421高於所述套筒41表面，其形狀為圓臺。
[0035]本實施例中所述底部的形狀為圓柱或圓臺。除此以外，底部形狀為橢圓柱、稜台或稜柱的情況均落在本實用新型所要求保護的範圍內。如圖7所示的稜台結構，可以表示為所述底部。而所述底部形狀無論是圓柱、橢圓柱、稜台、稜柱以及圓臺，其縱截面的形狀為矩形或梯形。
[0036]圖5和圖6中，凸點結構32的頂部322以及凸點結構42的頂部422，其結構都為圓臺。除本實施例給出的頂部形狀為圓臺外，頂部形狀為橢圓臺或稜台的情況也在本發明所要求保護的範圍之內。如圖7所示為一個稜台結構，其可以表示為所述頂部。所述稜台的橫截面形狀可以為規則多邊形，如正三角形、正四邊形、六邊形、八邊形等。也可以為不規則多邊形。所述頂部形狀無論是圓臺、橢圓臺還是稜台，其縱截面形狀為梯形。
[0037]圖5表示的是圓柱形狀的底部321和圓臺形狀的頂部322共同構成的如圖3所示的凸點結構32 ;而圖6表示的是圓臺形狀的底部421和圓臺形狀的頂部422共同構成的如圖4所示的凸點結構42。本發明給出如圖5和圖6所示的所述頂部和所述底部的組合。而事實上，除了如圖5和圖6所示的組合外，所述底部形狀為圓柱、橢圓柱、稜台、稜柱或圓臺的任意一種可以與頂部形狀為橢圓臺、稜台或圓臺的任意一種相組合，從而形成形狀不同的凸點結構，這些凸點結構均在本發明所要求保護的範圍之內。
[0038]所述頂部底面面積小於等於所述底部頂面面積。如圖5所述頂部322，其底面面積小於所述底部321的頂面面積，也就是說，頂部322的底面完全與所述底部321的頂面接觸，即頂部322的底面是完全落在所述底部321的頂面之上。同樣，對於圖6來說，所述頂部422其底面面積小於所述底部421的頂面面積，頂部422的底面完全與所述底部421的頂面接觸，即頂部422的底面是完全落在所述底部421的頂面之上。或者存在另外一種情況:所述頂部底面面積等於所述底部頂面面積。即所述頂部底面與所述底部頂面二者完全重合。對於所述在本發明要求保護範圍內的底部和頂部，二者的其他不同形狀的不同組合均滿足所述頂部底面面積小於等於所述底部頂面面積。而這些具有頂部底面面積小於等於所述底部頂面面積的底部和頂部不同組合構成的凸點結構亦在本發明所要求保護的範圍之內。
[0039]參照圖3或圖4，所述凸點結構32或42中，底部321和頂部322的高度總和為所述凸點結構的高度；同樣，底部421和頂部422的高度總和為所述凸點結構42的高度。即圖3或圖4中的m表示為所述凸點結構的高度。本實施例中，m的取值為2毫米?3毫米。
[0040]圖3或圖4為本實用新型的晶圓清洗刷剖面結構示意圖，其中，若干凸點結構分布於套筒表面，而若干凸點結構分布在套筒表面應是布滿於所述套筒外表面的情況。所述若干凸點結構的分布呈均勻分布形式，即所述凸點結構彼此的間距相等。本實施例中，所述凸點結構彼此的間距取值為5暈米?6暈米。[0041]綜上所述，本實用新型的晶圓清洗刷，該清洗刷套筒表面的凸點結構有兩個組成部分:一部分是高於套筒筒體表面的底部，所述底部形狀可以為圓柱、橢圓柱、稜台或稜柱以及圓臺；另一部分是位於所述底部上的頂部，所述頂部的形狀為圓臺、橢圓臺或稜台，其縱截面形狀為梯形。通過設計套筒表面的凸點結構，使晶圓清洗刷表面的凸點結構和晶圓表面接觸的面積增大，從而可以延長清洗液在晶圓表面停留時間，以此來有效實現化學機械研磨後晶圓表面殘留物的清洗。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
[0042]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】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思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種晶圓清洗刷，其特徵在於，所述晶圓清洗刷至少包括: 套筒； 位於所述套筒外表面的若干凸點結構； 所述凸點結構包括固定於所述套筒外表面的底部以及位於所述底部上的頂部； 所述凸點結構的頂部的縱截面為梯形。
2.根據權利要求1所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述底部縱截面為矩形或梯形。
3.根據權利要求1所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述頂部底面面積小於等於所述底部頂面面積。
4.根據權利要求2所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述底部為圓臺、稜台、稜柱、圓柱或橢圓柱。
5.根據權利要求2所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述頂部為圓臺、橢圓臺或稜台。
6.根據權利要求1所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述套筒為圓柱形，該套筒的長度為200暈米?230暈米。
7.根據權利要求6所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述套筒的內直徑為60毫米?70毫米。
8.根據權利要求1所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述凸點結構高度為2毫米?3毫米。
9.根據權利要求1所述的晶圓清洗刷，其特徵在於:所述凸點結構的間距為5毫米?6毫米。
【文檔編號】B08B7/04GK203664279SQ201420001995
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月2日 優先權日:2014年1月2日
【發明者】唐強, 馬智勇 申請人:中芯國際集成電路製造(北京)有限公司