专利名称：用于晶圆的刷洗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，具体而言，涉及一种用于晶圆的刷洗装置。
背景技术：
晶圆的化学机械抛光工艺(以下简称CMP工艺)被公认为是目前有效的实现全局平坦化的技术，被广泛应用于芯片制造领域。而晶圆CMP工艺后，晶圆表面残留有机化合物、颗粒和金属杂质等表面污物，而表面污物将影响晶圆的下一道工艺，进而严重损害芯片的性能和可靠性。为此，需要在CMP工艺后对晶圆进行刷洗以除去其表面污物。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可以更好地刷洗晶圆的用于晶圆的刷洗装置。为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种用于晶圆的刷洗装置，所述刷洗装置包括密封箱，所述密封箱内限定有容纳腔，其中所述容纳腔的侧壁上设有晶圆取放孔；第一门体，所述第一门体设在所述侧壁上用于打开和关闭所述晶圆取放孔；支撑件，所述支撑件设在所述容纳腔内用于可旋转地支撑沿竖直方向定向的晶圆；和第一毛刷和第二毛刷，所述第一毛刷和所述第二毛刷相对地且间隔开地设在所述容纳腔内以分别用于刷洗所述晶圆的两个表面。根据本发明实施例的用于晶圆的刷洗装置通过在所述密封箱的容纳腔的侧壁上设置所述晶圆取放孔，从而可以在机械手取放晶圆的过程中使所述机械手始终处于所述晶圆、所述第一毛刷和所述第二毛刷的侧面(而不是所述晶圆、所述第一毛刷和所述第二毛刷的上方)，这样可以避免所述机械手及其驱动装置(图中未示出)上的颗粒和磨削掉落在所述晶圆、所述第一毛刷和所述第二毛刷上而污染所述晶圆、所述第一毛刷和所述第二毛刷。因此，通过利用所述刷洗装置来刷洗所述晶圆，可以避免所述晶圆受到外来污物的污染，从而可以大大地提高所述晶圆的洁净度。另外，根据本发明上述实施例的用于晶圆的刷洗装置还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，所述用于晶圆的刷洗装置还包括辅助支撑件，所述辅助支撑件设在所述容纳腔内用于与所述支撑件一起在竖直方向上对所述晶圆进行定位。通过设置所述辅助支撑件，不仅可以使所述晶圆更加稳定地支撑在所述支撑件上，而且可以更加精确地将所述晶圆定位在竖直方向上，从而可以更好地对所述晶圆进行刷洗、大大地提高所述晶圆的洁净度。根据本发明的一个实施例，所述支撑件包括第一滚轮和第二滚轮且所述辅助支撑件为第三滚轮，其中所述第三滚轮与所述第一滚轮和第二滚轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向。
根据本发明的一个实施例，所述用于晶圆的刷洗装置还包括机架，所述机架设在所述容纳腔内，其中所述支撑件、所述第一毛刷、所述第二毛刷和所述辅助支撑件设在所述机架上。通过设置所述机架，从而可以更加容易地安装所述支撑件、所述第一毛刷、所述第二毛刷和所述辅助支撑件，这样大大地简化了所述刷洗装置的结构且大大地降低了所述刷洗装置的制造难度。根据本发明的一个实施例，所述辅助支撑件可上下移动地设在所述机架上。根据本发明的一个实施例，所述第一滚轮和所述第二滚轮中的邻近所述晶圆取放孔的一个可上下移动地设在所述机架上。通过将所述第一滚轮和所述第二滚轮中的邻近所述晶圆取放孔的一个可上下移动地设置在所述机架上，从而可以简化所述机械手的运动， 提高所述机械手取放所述晶圆的效率。根据本发明的一个实施例，所述用于晶圆的刷洗装置还包括第一驱动件，所述第一驱动件设在所述侧壁上且与所述第一门体相连以便驱动所述第一门体打开和关闭所述晶圆取放孔。通过设置所述第一驱动件，从而可以在利用所述机械手取放所述晶圆的过程中自动地打开和关闭所述晶圆取放孔，这样可以大大地提高所述刷洗装置的自动化程度。根据本发明的一个实施例，所述容纳腔的前壁和后壁中的一个壁上设有毛刷更换孔和用于打开和关闭所述毛刷更换孔的第二门体。这样不仅可以大大地延长所述刷洗装置的使用寿命，而且可以始终保持所述第一毛刷和所述第二毛刷洁净，从而可以更好地对所述晶圆进行刷洗、大大地提高所述晶圆的洁净度。根据本发明的一个实施例，所述用于晶圆的刷洗装置还包括第二驱动件，所述第二驱动件设在所述一个壁上且与所述第二门体相连以便驱动所述第二门体打开和关闭所述毛刷更换孔。通过设置所述第二驱动件，从而可以自动地打开和关闭所述毛刷更换孔，这样可以大大地提高所述刷洗装置的自动化程度。根据本发明的一个实施例，所述第一驱动件和所述第二驱动件均为气缸。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的用于晶圆的刷洗装置的结构示意图(机械手抓取晶圆时)；图2是根据本发明实施例的用于晶圆的刷洗装置的结构示意图(机械手未抓取晶圆时)；图3是根据本发明的一个实施例的用于晶圆的刷洗装置的局部结构示意图；和图4是根据本发明的另一个实施例的用于晶圆的刷洗装置的局部结构示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所
示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、 “连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。下面参照图1-4描述根据本发明实施例的用于晶圆20的刷洗装置10。如图1_4 所示，根据本发明实施例的用于晶圆20的刷洗装置10包括密封箱100、第一门体(图中未示出)、支撑件200、第一毛刷300和第二毛刷400。密封箱100内限定有容纳腔110，其中容纳腔110的侧壁上设有晶圆取放孔120。 所述第一门体设在所述侧壁上用于打开和关闭晶圆取放孔120。支撑件200设在容纳腔110 内用于可旋转地支撑沿竖直方向(竖直方向B如图1和图2中的箭头方向所示，即上下方向)定向的晶圆20。第一毛刷300和第二毛刷400相对地且间隔开地设在容纳腔110内以分别用于刷洗晶圆20的两个表面。在利用根据本发明实施例的用于晶圆20的刷洗装置10刷洗晶圆20时，机械手30 将未刷洗的晶圆20从容纳腔110的侧壁上的晶圆取放孔120放置在支撑件200上，并且将刷洗后的晶圆20从晶圆取放孔120取出。根据本发明实施例的用于晶圆20的刷洗装置10通过在密封箱100的容纳腔110 的侧壁上设置晶圆取放孔120，从而可以在机械手30取放晶圆20的过程中使机械手30始终处于晶圆20、第一毛刷300和第二毛刷400的侧面(而不是晶圆20、第一毛刷300和第二毛刷400的上方)，这样可以避免机械手30及其驱动装置(图中未示出)上的颗粒和磨削掉落在晶圆20、第一毛刷300和第二毛刷400上而污染晶圆20、第一毛刷300和第二毛刷400。因此，通过利用刷洗装置10来刷洗晶圆20，可以避免晶圆20受到外来污物的污染， 从而可以大大地提高晶圆20的洁净度。此外，由于在刷洗晶圆20时晶圆20沿竖直方向定向，因此从晶圆20上刷洗下来的颗粒和化学药剂会随着清洗液(例如去离子水)一起沿晶圆20的表面竖直地向下流动， 并从密封箱100的底部排出，这样可以大大地提高晶圆20的洁净度。其中，密封箱100的容纳腔110的侧壁是指容纳腔110的左壁和右壁中的一个(左右方向A如图1和图2中的箭头方向所示)。在刷洗晶圆20时，所述第一门体可以关闭晶圆取放孔120，从而可以防止清洗液从容纳腔110内溅出。如图1、图2和图4所示，在本发明的一些实施例中，刷洗装置10还可以包括辅助支撑件，所述辅助支撑件可以设在容纳腔110内用于与支撑件200 —起在竖直方向上对晶圆20进行定位。通过设置所述辅助支撑件，不仅可以使晶圆20更加稳定地支撑在支撑件200上，而且可以更加精确地将晶圆20定位在竖直方向上，从而可以更好地对晶圆20进行刷洗、大大地提高晶圆20的洁净度。换言之，通过设置所述辅助支撑件，可以防止晶圆20 在刷洗过程中偏离竖直方向。在本发明的一个实施例中，如图1、图2和图4所示，支撑件200可以包括第一滚轮210和第二滚轮220，且所述辅助支撑件可以是第三滚轮500。其中，第三滚轮500与第一滚轮210和第二滚轮220可以协作支撑晶圆20且将晶圆20沿竖直方向定向。有利地，刷洗装置10还可以包括机架(图中未示出)，所述机架可以设在容纳腔 110内，其中支撑件200、第一毛刷300、第二毛刷400和所述辅助支撑件可以设在所述机架上。通过设置所述机架，从而可以更加容易地安装支撑件200、第一毛刷300、第二毛刷400 和所述辅助支撑件，这样大大地简化了刷洗装置10的结构且大大地降低了刷洗装置10的制造难度。在本发明的一些示例中，所述辅助支撑件可以可上下移动地设在所述机架上。有利地，所述辅助支撑件可以可竖直移动地设在所述机架上，即所述辅助支撑件可以沿竖直方向移动。下面以晶圆取放孔120设在容纳腔110的右壁上为例(如图1和图2所示)详细地描述晶圆20的取放过程。在放置晶圆20时，首先所述辅助支撑件可以向上移动以便避开晶圆20，随后机械手30搬运晶圆20可以先向左移动、再向下移动以便将晶圆20放置在支撑件200上，随后所述辅助支撑件可以向下移动至与晶圆20接触以便与第一滚轮210 和第二滚轮220协作支撑晶圆20且将晶圆20沿竖直方向定向，最后机械手30脱离晶圆20 并移出容纳腔110。取出晶圆20的过程与放置晶圆20的过程相反，在此不再详细地描述。在本发明的一个示例中，第一滚轮210和第二滚轮220中的邻近晶圆取放孔120 的一个可以可上下移动地设在所述机架上。有利地，第一滚轮210和第二滚轮220中的邻近晶圆取放孔120的一个可以可竖直移动地设在所述机架上，即第一滚轮210和第二滚轮 220中的邻近晶圆取放孔120的一个可以沿竖直方向移动。在本发明的一个具体示例中，如图1和图2所示，第二滚轮220可以可上下移动地设在所述机架上。这样在放置晶圆20时第二滚轮220可以向下移动以便避开晶圆20，随后机械手30搬运晶圆20只需要向左移动就可以将晶圆20放置在第一滚轮210和所述辅助支撑件上，即机械手30不需要再向下移动。在取出晶圆20时机械手30先抓紧晶圆20，随后第二滚轮220可以向下移动以便脱离晶圆20，最后机械手30搬运晶圆20向右移动并移出容纳腔110。因此，通过将第一滚轮210和第二滚轮220中的邻近晶圆取放孔120的一个可上下移动地设置在所述机架上，从而可以简化机械手30的运动，提高机械手30取放晶圆 20的效率。如图1和图2所示，在本发明的一些实施例中，容纳腔110的前壁和后壁(其中前后方向C如图1和图2中的箭头方向所示)中的一个壁上可以设有毛刷更换孔130和用于打开和关闭毛刷更换孔130的第二门体(图中未示出)。通过在容纳腔110的前壁和后壁中的一个上设置毛刷更换孔130，从而可以在第一毛刷300和第二毛刷400使用一段时间后对第一毛刷300和第二毛刷400进行维修和更换。这样不仅可以大大地延长刷洗装置10 的使用寿命，而且可以始终保持第一毛刷300和第二毛刷400洁净，从而可以更好地对晶圆 20进行刷洗、大大地提高晶圆20的洁净度。有利地，容纳腔110的前壁上可以设有毛刷更换孔130且容纳腔110的后壁上也可以设有毛刷更换孔130，从而可以更加容易地对第一毛刷300和第二毛刷400进行维修和更换。在本发明的一个实施例中，刷洗装置10还可以包括第一驱动件(图中未示出)，所述第一驱动件可以设在所述侧壁(即设有晶圆取放孔120的侧壁)上，且所述第一驱动件可以与所述第一门体相连以便驱动所述第一门体打开和关闭晶圆取放孔120。通过设置所述第一驱动件，从而可以在利用机械手30取放晶圆20的过程中自动地打开和关闭晶圆取放孔120，这样可以大大地提高刷洗装置10的自动化程度。在本发明的一个示例中，刷洗装置10还可以包括第二驱动件(图中未示出)，所述第二驱动件可以设在所述一个壁(即设有毛刷更换孔130的壁)上，且所述第二驱动件可以与所述第二门体相连以便驱动所述第二门体打开和关闭毛刷更换孔130。通过设置所述第二驱动件，从而可以自动地打开和关闭毛刷更换孔130，这样可以大大地提高刷洗装置 10的自动化程度。具体地，所述第一驱动件和所述第二驱动件都可以是气缸。通过利用根据本发明实施例的刷洗装置10来刷洗晶圆20，可以避免晶圆20受到外来污物的污染，从而可以大大地提高晶圆20的洁净度。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，包括密封箱，所述密封箱内限定有容纳腔，其中所述容纳腔的侧壁上设有晶圆取放孔；第一门体，所述第一门体设在所述侧壁上用于打开和关闭所述晶圆取放孔；支撑件，所述支撑件设在所述容纳腔内用于可旋转地支撑沿竖直方向定向的晶圆；和第一毛刷和第二毛刷，所述第一毛刷和所述第二毛刷相对地且间隔开地设在所述容纳腔内以分别用于刷洗所述晶圆的两个表面。
2.根据权利要求1所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，还包括辅助支撑件，所述辅助支撑件设在所述容纳腔内用于与所述支撑件一起在竖直方向上对所述晶圆进行定位。
3.根据权利要求2所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，所述支撑件包括第一滚轮和第二滚轮且所述辅助支撑件为第三滚轮，其中所述第三滚轮与所述第一滚轮和第二滚轮协作支撑所述晶圆且将所述晶圆沿竖直方向定向。
4.根据权利要求2所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，还包括机架，所述机架设在所述容纳腔内，其中所述支撑件、所述第一毛刷、所述第二毛刷和所述辅助支撑件设在所述机架上。
5.根据权利要求4所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，所述辅助支撑件可上下移动地设在所述机架上。
6.根据权利要求4所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，所述第一滚轮和所述第二滚轮中的邻近所述晶圆取放孔的一个可上下移动地设在所述机架上。
7.根据权利要求1所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，还包括第一驱动件，所述第一驱动件设在所述侧壁上且与所述第一门体相连以便驱动所述第一门体打开和关闭所述晶圆取放孔。
8.根据权利要求7所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，所述容纳腔的前壁和后壁中的一个壁上设有毛刷更换孔和用于打开和关闭所述毛刷更换孔的第二门体。
9.根据权利要求8所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，还包括第二驱动件，所述第二驱动件设在所述一个壁上且与所述第二门体相连以便驱动所述第二门体打开和关闭所述毛刷更换孔。
10.根据权利要求9所述的用于晶圆的刷洗装置，其特征在于，所述第一驱动件和所述第二驱动件均为气缸。
全文摘要
本发明公开了一种用于晶圆的刷洗装置，所述用于晶圆的刷洗装置包括密封箱，所述密封箱内限定有容纳腔，其中所述容纳腔的侧壁上设有晶圆取放孔；第一门体，所述第一门体设在所述侧壁上用于打开和关闭所述晶圆取放孔；支撑件，所述支撑件设在所述容纳腔内用于可旋转地支撑沿竖直方向定向的晶圆；和第一毛刷和第二毛刷，所述第一毛刷和所述第二毛刷相对地且间隔开地设在所述容纳腔内以分别用于刷洗所述晶圆的两个表面。通过利用根据本发明实施例的刷洗装置来刷洗晶圆，可以避免晶圆受到外来污物的污染，从而可以大大地提高晶圆的洁净度。
文档编号H01L21/67GK102522357SQ20111044881
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月28日 优先权日2011年12月28日
发明者何永勇, 梅赫赓, 裴召辉, 路新春 申请人:清华大学