晶圆刷及晶圆刷洗方法与流程

本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种晶圆刷及晶圆刷洗方法。

背景技术：

1、晶圆刷在大规模集成电路制造工艺中被广泛应用，特别是在湿化学清洗工艺中，如晶圆刷洗(scrubber clean)和化学机械研磨(chemical mechanical planarization，简称cmp)之后的清洗。晶圆刷的主要目的是清除晶圆表面的微尘颗粒(particle)；晶圆刷洗中的晶圆刷用于刷洗晶圆背面，化学机械研磨之后的清洗中晶圆刷则用于双面刷洗。晶圆刷的刷洗都会在晶圆表面施加一定的压力，压力过大会导致晶圆上的图案损伤，压力太小则对有黏性的微尘颗粒很难清除；随着特征尺寸的不断缩小，以上两方面问题会越来越明显。

2、如何在更小的压力下更有效的清除晶圆表面的微尘颗粒，以减少晶圆上的图案的损伤，提高制程的稳定性，具有十分重要的应用价值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种晶圆刷及晶圆刷洗方法，能够更好的去除晶圆表面的尘微颗粒，提高晶圆刷洗的清洁效果，同时减少晶圆表面图案的损伤。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种晶圆刷，包括：振动波发生器，用于产生相对于晶圆刷的水平方向的机械振动波；刷头，与所述振动波发生器连接，接收所述机械振动波并且在水平方向振动；去离子水管道，通过所述振动波发生器与所述刷头连接，去离子水流经所述去离子水管道进入所述刷头。

3、在一些实施例中，所述振动波发生器包括：声波发生单元，用于发生声波；声波能换单元，与所述声波发生单元连接，用于将所述声波转化成水平方向的所述机械振动波。

4、在一些实施例中，所述声波为超声波。

5、在一些实施例中，所述声波的频率小于100khz。

6、在一些实施例中，所述声波的频率大于800khz。

7、在一些实施例中，所述晶圆刷还包括一开关，与所述振动波发生器和所述去离子水管道连接，用于控制所述振动波发生器发出所述机械振动波的同时，去离子水经过所述去离子水管道进入所述刷头。

8、在一些实施例中，所述刷头形状为板状或者滚筒状。

9、在一些实施例中，所述刷头表面有凸起，所述凸起为弹性凸起。

10、在一些实施例中，所述晶圆刷设置于一机械臂上，所述机械臂控制所述晶圆刷的位置。

11、在一些实施例中，所述机械臂上设置有旋转单元，所述旋转单元用于控制所述晶圆刷的旋转。

12、为了解决上述问题，本发明还提供了一种晶圆刷洗方法，包括：提供去离子水源以及机械臂，所述机械臂设置有旋转单元，所述旋转单元能够用于旋转设置于所述机械臂上的装置；将本发明所述的晶圆刷，设置于所述机械臂上，所述机械臂控制所述晶圆刷的旋转和位置；用所述晶圆刷对晶圆的待刷洗面进行刷洗。

13、在一些实施例中，用所述晶圆刷对晶圆的待刷洗面进行刷洗的步骤进一步包括：将所述晶圆刷的刷头贴近所述待刷洗面；启动所述晶圆刷的振动波发生器发出所述机械振动波使所述刷头相对于晶圆刷的水平方向保持低幅高频振动，并且使所述去离子水源的去离子水流经所述晶圆刷的去离子水管道进入所述刷头；操作所述机械臂的旋转单元，使所述刷头旋转。

14、在一些实施例中，提供两个所述机械臂，每个所述机械臂上安装一所述晶圆刷，能够同时对晶圆的两个所述待刷洗面进行刷洗。

15、上述技术方案，通过在晶圆刷中设置振动发生器并发出相对于晶圆刷的水平方向的机械振动波，使刷头在水平方向振动，同时，在晶圆刷中设置去离子水管道，使去离子水流经所述去离子水管道进入所述刷头。刷头在水平方向振动能够来回摩擦晶圆表面的尘微颗粒，提高黏性尘微颗粒的清除能力，机械振动波使去离子水中生成微小气泡，所述微小气泡在晶圆表面破裂产生冲击力能更好地清除晶圆表面的尘微颗粒，去离子水的冲刷将晶圆表面剥落的尘微颗粒冲走，提高了晶圆表面刷洗的清洁效果。

16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

技术特征：

1.一种晶圆刷，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆刷，其特征在于，所述振动波发生器包括：

3.根据权利要求2所述的晶圆刷，其特征在于，所述声波为超声波。

4.根据权利要求2所述的晶圆刷，其特征在于，所述声波的频率小于100khz。

5.根据权利要求2所述的晶圆刷，其特征在于，所述声波的频率大于800khz。

6.根据权利要求1所述的晶圆刷，其特征在于，所述晶圆刷还包括一开关，与所述振动波发生器和所述去离子水管道连接，用于控制所述振动波发生器发出所述机械振动波的同时，去离子水经过所述去离子水管道进入所述刷头。

7.根据权利要求1所述的晶圆刷，其特征在于，所述刷头形状为板状或者滚筒状。

8.根据权利要求1所述的晶圆刷，其特征在于，所述刷头表面有凸起，所述凸起为弹性凸起。

9.根据权利要求1所述的晶圆刷，其特征在于，所述晶圆刷设置于一机械臂上，所述机械臂控制所述晶圆刷的位置。

10.根据权利要求9所述的晶圆刷，其特征在于，所述机械臂上设置有旋转单元，所述旋转单元用于控制所述晶圆刷的旋转。

11.一种晶圆刷洗方法，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的晶圆刷洗方法，其特征在于，采用所述晶圆刷对晶圆的待刷洗面进行刷洗的步骤进一步包括：

13.根据权利要求11所述的晶圆刷洗方法，其特征在于，提供两个所述机械臂，每个所述机械臂上安装一所述晶圆刷，能够同时对晶圆的两个所述待刷洗面进行刷洗。

技术总结
本发明提供了一种晶圆刷及晶圆刷洗方法。通过在晶圆刷中设置振动发生器并发出相对于晶圆刷的水平方向的机械振动波，使刷头在水平方向振动，同时，在晶圆刷中设置去离子水管，使去离子水流经所述去离子水管道进入所述刷头。刷头在水平方向振动能够来回摩擦晶圆表面的尘微颗粒，提高黏性尘微颗粒的清除能力，机械振动波使去离子水中生成微小气泡，所述微小气泡在晶圆表面破裂产生冲击力能更好地清除晶圆表面的尘微颗粒，去离子水的冲刷将晶圆表面剥落的尘微颗粒冲走，提高了晶圆表面刷洗的清洁效果。

技术研发人员：周维杰,常靖华,孙卫明
受保护的技术使用者：上海积塔半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15