晶圆边缘清洗装置的制作方法

本实用新型涉及晶圆清洗技术领域，具体涉及一种晶圆边缘清洗装置。

背景技术：

随着集成电路工艺的发展，晶圆规格逐渐向大尺寸发展，12寸已逐渐成为集成电路制造的主流，未来甚至会发展到18寸及18寸以上。晶圆尺寸的扩大相应的引起晶圆边缘面积的扩大，对晶圆边缘缺陷的控制显得更加重要。

所谓晶圆边缘缺陷，是指薄膜(特别是一些黏附性较差的薄膜)在晶圆边缘积累(一般需要经过几次薄膜沉积)到一定程度之后，在内部应力或者外力的作用下发生剥落，如果掉到晶圆表面的器件区，就成为影响产品良率的缺陷，严重的缺陷甚至会导致产品报废。在经过一段时间的薄膜沉积工艺后，由于边缘反应接触角更大，因此会沉积厚度较厚的薄膜，而其他区域的薄膜厚度相比较边缘位置处则较薄。晶圆边缘缺陷控制方法是通过清洗晶圆边缘的方式把可能的剥落源头去除，需要增加专门的倾斜角度清洗(Bevel clean)工艺。

现有技术中，通常采用倾斜角度刷(Bevel brush)进行倾斜角度清洗工艺。所述倾斜角度刷能够对晶圆的边缘和近边缘区域的较大颗粒进行清理。然而，使用单一的倾斜角度刷容易造成边缘清洗不干净，造成边缘环形缺陷，对晶圆产生不必要的良率影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种晶圆边缘清洗装置，能够将晶圆的边缘清洗干净，减少晶圆边缘的缺陷，提高晶圆产率。

为解决上述技术问题，以下提供了一种晶圆边缘清洗装置，包括：转动单元，能够绕一竖直轴转动；刷头，安装至所述转动单元，能够跟随所述转动单元绕所述竖直轴转动，包括：第一刷面，用于刷洗晶圆表面；第二刷面，用于刷洗晶圆表面，且所述第二刷面与第一刷面关于所述竖直轴对称设置；喷头，朝向所述刷头设置，用于喷出清洗液以清洗刷头。

可选的，还包括一竖直隔墙，过所述竖直轴，设置于所述第一刷面和第二刷面之间，用于隔开所述第一刷面与第二刷面，以防止其中一个刷面被清洗时，清洗液喷淋到另一刷面。

可选的，还包括：水平滑轨，所述转动单元安装至所述水平滑轨，且可沿所述水平滑轨做水平方向的运动，以使所述刷头脱离与晶圆之间的接触。

可选的，所述第一刷面和第二刷面均包括刷毛在竖直方向上的上部刷毛和下部刷毛，且所述上部刷毛和下部刷毛相对设置，以同时刷洗所述晶圆的上表面和下表面。

可选的，所述第一刷面和第二刷面还包括设置在水平方向上的中部刷毛，用于刷洗所述晶圆的侧面。

可选的，所述中部刷毛安装于所述竖直隔墙，并垂直于所述竖直隔墙。

可选的，所述喷头包括：朝向上部刷毛设置的上部子喷头，以向上部刷毛喷出清洗液；朝向下部刷毛设置的下部子喷头，以向下部刷毛喷出清洗液。

可选的，所述刷头的数目为两个。

可选的，所述喷头的数目为两个，分别设置于所述晶圆放置位的相对两侧，朝向所述刷头设置。

可选的，所述转动单元包括旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接至所述刷头，并与所述竖直轴重合。

本实用新型的晶圆边缘清洗装置具有转动单元和双面的刷头，使所述刷头能够旋转，使得在刷头被清洗时，总有一面是在继续刷洗晶圆的，保证了对晶圆的持续清洗，减少清洗晶圆所需时间。进一步的，两个刷面都具有上部刷毛、下部刷毛和中部刷毛，刷洗效果更好，更易将晶圆清洗干净。

附图说明

图1为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的结构示意图。

图2为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的刷头的结构示意图。

图3为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型提出的一种晶圆边缘清洗装置作进一步详细说明。

请参阅图1、2，其中图1为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的结构示意图，图2为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的刷头的结构示意图。

在该具体实施方式中，所述晶圆边缘清洗装置包括：转动单元106，能够绕一竖直轴转动；刷头101，安装至所述转动单元106，能够跟随所述转动单元106绕所述竖直轴转动，包括：第一刷面1011，设置于所述竖直轴一侧，用于刷洗晶圆103表面；第二刷面1012，用于刷洗晶圆103表面，且所述第二刷面1012与第一刷面1011关于所述竖直轴对称设置；喷头104，朝向所述刷头101设置，用于喷出清洗液以清洗刷头101。

在一种具体实施方式中，所述刷头101的数目为两个，从而使得可以同时使用两个刷头101对晶圆103进行清洗。实际上，可以根据需要设置刷头101的个数，以两个至四个为宜，刷头101的数目越多，刷洗的效率越高，但所述晶圆103清洗装置的成本也逐渐升高。在设置三个以上刷头101时，各刷头101围绕成一个圆形，圆形内侧用于放置待刷洗的晶圆103。使各刷头101围成圆形是为了适应被刷洗的晶圆103的形状。在只有两个刷头101时，两个刷头101相对设置，以分别设置在所述晶圆放置位102的相对两侧，从而能够同时刷洗晶圆103的相对两侧。实际上，也可根据需要改变刷头101设置到的位置。

在一种具体实施方式中，所述晶圆边缘清洗装置还包括一竖直隔墙107，过所述竖直轴，设置于所述第一刷面1011和第二刷面1012之间，用于隔开所述第一刷面1011与第二刷面1012，以防止其中一个刷面被清洗时，清洗液喷淋到另一刷面。

在一种具体实施方式中，所述竖直隔墙107由耐腐蚀的材料制成，以防止被喷头104喷出的清洗液腐蚀，造成毁损。具体的，所述竖直隔墙107可由玻璃钢、天然橡胶、聚乙丁烯橡胶等耐腐蚀材料制成。

在一种具体实施方式中，所述第一刷面1011和第二刷面1012均包括刷毛在竖直方向上的上部刷毛201和下部刷毛202，且所述上部刷毛201和下部刷毛202相对设置，以同时刷洗所述晶圆103的上表面和下表面。在该具体实施方式中，所述竖直隔墙107的高度小于等于所述第一刷面1011和第二刷面1012之间的最大距离。

在一种具体实施方式中，所述刷头101包括两块植毛板108，也采用耐腐蚀的材料制成，分别设置于所述竖直隔板的上端和下端，为所述竖直隔板所平分，且两块植毛板108均水平放置，用于种植上部刷毛201和下部刷毛202。具体的，上部刷毛201种植于上端植毛板108，下部刷毛202种植于下端植毛板108。

在一种更优的具体实施方式中，所述第一刷面1011和第二刷面1012还包括设置在水平方向上的中部刷毛203，用于刷洗所述晶圆103的侧面。具体的，所述中部刷毛203安装于所述竖直隔墙107，并垂直于所述竖直隔墙107，水平放置。设置中部刷毛203是为了在刷洗晶圆103的上下表面的同时，刷洗晶圆103的侧面，从而获取到更好的刷洗效果。

在一种具体实施方式中，可采用猪鬃、尼龙丝或杜邦毛来制备上、下、中部刷毛203。在一种更优的具体实施方式中，上、下、中部刷毛203的材料完全一致，上部刷毛201和下部刷毛202的长短、硬度也相同，以保证所述晶圆边缘清洗装置对晶圆103的刷洗力度相同。

在一种具体实施方式中，所述刷毛的毛束高度以0.5cm至1.0cm以内为宜，且刷毛的毛密度均匀，以每立方厘米不少于150根刷毛为宜。刷毛的毛密度越大，刷头101对晶圆103的刷洗效果就越好。在一种具体实施方式中，为了能够全面刷洗晶圆103的边缘位置，所述上部刷毛201和下部刷毛202所占的面积应当足够大，至少能够刷洗到从晶圆103边缘到晶圆103直径的十二分之一的深度处。

在该具体实施方式中，所述上部刷毛201和下部刷毛202所占的面积与所述植毛板108被所述竖直隔板隔开后两侧的面积有关。为了保证上部刷毛201和下部刷毛202的面积足够大，所述植毛板108的尺寸也应当足够大，使得所述植毛板108上所植的刷毛的进深足够，能够达到晶圆103直径的十二分之一的深度处。

在一种具体实施方式中，所述上部刷毛201和下部刷毛202的毛长相等，且所述双部刷毛的尖端和下部刷毛202的尖端之间的距离小于晶圆103的厚度，以便晶圆103放入上部刷毛201和下部刷毛202之间。中部刷毛203的长度与所述滑轨的长度相适应，以所述刷头101沿所述滑轨运动到最靠近晶圆103的位置时，中部刷毛203能接触到晶圆103的侧面为宜，以保证晶圆103的侧面能够被刷洗到。

为了保证晶圆103能伸入上部刷毛201与下部刷毛202之间，上部刷毛201和下部刷毛202之间的距离应当大于等于晶圆103厚度的四分之一，小于等于晶圆103厚度的二分之一，这样既能防止上、下部刷毛202之间距离过短，晶圆103无法放入上部刷毛201和下部刷毛202之间，又能防止上、下部刷毛202距离过长，刷毛无法接触到晶圆103，影响晶圆103的刷洗效果。

实际上，第一刷面1011和第二刷面1012也可以只包括上部刷毛201、中部刷毛203和下部刷毛202中的任意一种或两种的组合。在一种优选的具体实施方式中，所述第一刷面1011和第二刷面1012的刷毛排布方式相同。在所述刷头101绕所述竖直轴旋转，切换第一刷面1011和第二刷面1012的位置后，第一刷面1011对晶圆103的刷洗效果和第二刷面1012对晶圆103的刷洗效果相同，用户可以根据实际需要选择刷洗晶圆103的刷面，而无需顾忌两个刷面对晶圆103有不同的刷洗效果。

在所述第一刷面1011和第二刷面1012同时设置上部刷毛201、中部刷毛203和下部刷毛202时，具有最佳的晶圆103刷洗效果，能够同时刷洗晶圆103的上表面边缘、下表面边缘以及晶圆103的侧边。

在一种具体实施方式中，转动单元106的数目与刷头101的数目相匹配，以使得每一刷头101都可以绕竖直轴转动，以切换面向晶圆103的刷面，从而便于在对另一面刷面进行清洗的过程中，继续刷洗晶圆103。

在一种具体实施方式中，所述转动单元106包括旋转电机，所述旋转电机的输出轴连接至所述刷头101，并与所述竖直轴重合。在一种具体实施方式中，刷头101设置在所述待清洗的晶圆103与喷头104之间时，所述旋转电机带动所述刷头101旋转时，可以设定所述旋转电机驱动所述刷头101每次都做180°的旋转，以切换刷头101的第一刷面1011和第二刷面1012的位置，使所述第一刷面1011或第二刷面1012之一面向喷头104、被喷头104喷出的清洗液冲洗时，另一刷面能够面向晶圆103，继续对晶圆103进行刷洗。需要注意的是，在这种设定每次旋转角度的具体实施方式中，需要保证所述刷头101的两个刷面的初始朝向，即一个刷面朝向晶圆103，另一个刷面朝向喷头104。

在一种具体实施方式中，所述喷头104包括：朝向上部刷毛201设置的上部子喷头1041，以向上部刷毛201喷出清洗液；朝向下部刷毛202设置的下部子喷头1042，以向下部刷毛202喷出清洗液。

在一种具体实施方式中，所述喷头104的数目为两个，设置于所述刷头101的外侧，并朝向所述刷头101设置，由外向内向所述刷头101喷出清洗液。在该具体实施方式中，所述喷头104只能对刷头101的其中一个刷面进行清洗，且在需要清洗刷头101的其中一个刷面时，所述转动单元106驱动所述刷头101绕所述竖直轴转动，使待清洗的一面朝向外侧，与所述喷头104相对，由所述喷头104喷淋清洗液，对该朝向外侧的刷面进行清洗。

在另一种具体实施方式中，还可以设置四个喷头104，除了两个设置于所述刷头101外侧的喷头104之外，还有两个设置在所述刷头101内侧的喷头104，以实现对第一刷面1011和第二刷面1012的同时冲刷(请参见图3，为本实用新型一种具体实施方式中晶圆边缘清洗装置的结构示意图)。实际上，可根据需要设置喷头104的个数和各喷头104设置到的位置。

在一种具体实施方式中，当所述晶圆边缘清洗装置包括两个以上的刷头101时，连接至各个刷头101的旋转电机是被分别控制的，以便于用户根据不同刷头101的各个刷面的具体情况确定是否要旋转清洗。

在一种具体实施方式中，所述晶圆边缘清洗装置还包括控制单元，连接至所述转动单元106，从而控制所述转动单元106驱动所述刷头101旋转。在一种具体实施方式中，所述控制单元控制所述旋转电机每次绕所述竖直轴旋转180°，以完成刷面的朝向的切换，使刷面在朝向待清洗的晶圆103和朝向喷头104之间切换。

在一种具体实施方式中，所述控制单元还连接至所述喷头104，控制所述喷头104朝所述刷头101喷淋清洗液。在一种具体实施方式中，所述旋转电机在完成转动，使待清洗的刷面朝向所述喷头104后，所述控制单元才朝向所述刷面喷淋清洗液。

在一种具体实施方式中，所述晶圆边缘清洗装置还包括：水平滑轨105，所述转动单元106安装至所述水平滑轨105，且可沿所述水平滑轨105做水平方向的运动，以使所述刷头101与晶圆103之间无接触，从而便于对晶圆103进行刷洗后的操作。

在一种具体实施方式中，在将所述晶圆边缘清洗装置安装到待清洗的晶圆103旁时，所述水平滑轨105的一端要伸至所述晶圆103下方，以便转动单元106能够运动到待清洗的晶圆103旁，安装至所述转动单元106的刷头101也能够运动到待清洗的晶圆103旁，从而完成对晶圆103的清洗。

在该具体实施方式中，所述水平滑轨105的另一端要远离所述晶圆103，以便转动单元106能够运动到远离晶圆103的位置，使得安装至所述转动单元106的刷头101也能够运动至远离晶圆103的位置，从而使得刷头101与晶圆103之间无接触，以方便对晶圆103进行后续操作。

在一种具体实施方式中，所述晶圆边缘清洗装置还包括一马达，设置于所述转动单元106底部，用于驱动所述转动单元106沿所述水平滑轨105运动，从而使得所述刷头101与被刷洗的晶圆103有接触或无接触。在该具体实施方式中，所述马达还连接至所述控制单元，由所述马达来控制所述马达的工作状态，从而控制所述转动单元106在所述水平滑轨105表面的位置。

当所述晶圆边缘清洗装置包括多个刷头101时，所述晶圆边缘清洗装置也包括与刷头101数目一致的转动单元106，而每一转动单元106都匹配安装至一水平滑轨105，因此所述水平滑轨105的数目与所述转动单元106、刷头101的数目相一致。所述水平滑轨105所设置的位置也应当与所述刷头101的位置相对应，以所述转动单元106被安装至所述水平滑轨105后，安装至所述转动单元106的滑轨能够运动至预先设定的晶圆103清洗点为宜。所述晶圆103清洗点即为预先设定的刷头101在刷洗过程中所停留的位置，位于该点的刷头101能够获取到最优的刷洗效果。所述水平滑轨105在安装好后，该水平滑轨105的延长线应当会过所述水平滑轨105上安装的刷头101的晶圆103清洗点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。