一种晶圆清洗装置的制作方法

1.本实用新型涉及半导体工艺领域，特别是涉及一种晶圆清洗装置。


背景技术：

2.在半导体制造工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一，然而在晶圆制程中，例如化学机械抛光(chemical mechanical polishing，cmp)过程中，不可避免地会在晶圆表面引入污染和/或颗粒，导致晶圆表面的清洁度下降。因此，在晶圆制造过程中需要经过多次的表面清洗，以去除晶圆表面附着的污染物。
3.目前，晶圆清洗方式有辊刷清洗、兆声清洗等，其中，由于辊刷清洗能够有效清除晶圆表面的污染和/或颗粒，因此应用较为广泛。在辊刷清洗过程中，晶圆两侧的清洁刷通过与晶圆表面摩擦使污染物离开晶圆表面，但由于晶圆边缘区域的厚度小于中心区域的厚度，导致晶圆边缘区域相对于中心区域难以得到较好的清洗，致使晶圆边缘区域有污染物残留。


技术实现要素：

4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提出了一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置包括清洗刷、传动装置和驱动装置，所述清洗刷包括相对设置的第一清洗刷和第二清洗刷，待清洗的晶圆放置于第一清洗刷、第二清洗刷之间，其中，驱动装置能够通过传动装置带动第一清洗刷、第二清洗刷在水平面内平动，二者形成一夹角2θ，此时第一清洗刷、第二清洗刷能够与晶圆的边缘区域紧密接触，从而带走晶圆边缘区域的污染物。本实用新型提供的晶圆清洗装置改善了由于晶圆边缘区域厚度小于中心区域厚度而导致的边缘区域清洗效果不佳的问题，提高了晶圆表面整体的清洁度；除此之外，还可以通过调节θ角的角度来适应晶圆表面不同位置处的不同弧度，或适应不同尺寸的晶圆，操作方便灵活，具有极高的生产价值。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提出了一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置包括：
6.清洗刷，包括相对设置的第一清洗刷和第二清洗刷，所述第一清洗刷包括第一刷筒以及位于所述第一刷筒中心与其平行设置的第一刷轴，所述第一刷轴带动所述第一刷筒沿周向旋转；所述第二清洗刷包括第二刷筒以及位于所述第二刷筒中心与其平行设置的第二刷轴，所述第二刷轴带动所述第二刷筒沿周向旋转；
7.传动装置，设置于所述清洗刷的端部，所述传动装置包括第一连接件、第二连接件以及中间连接件，所述第一连接件与所述第一刷轴的端部连接，所述第二连接件与所述第二刷轴的端部连接，所述中间连接件设置在所述第一连接件和所述第二连接件之间并且分别与所述第一连接件和所述第二连接件连接，使得所述第一连接件和所述第二连接件沿相反方向做往复运动；以及
8.驱动装置，与所述传动装置连接。
9.可选地，所述刷轴的长度大于所述刷筒的长度。
10.可选地，所述传动装置还包括多个支撑件，所述支撑件设置在所述第一连接件和所述第二连接件的顶部和底部，以使所述第一连接件和所述第二连接件做往复直线运动。
11.可选地，所述第一连接件、第二连接件为矩形。
12.可选地，所述中间连接件包括：
13.第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一连接件连接；
14.中间连杆，所述中间连杆的一端与所述第一连杆的另一端连接；
15.第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第二连接件连接，另一端与所述中间连杆的另一端连接；
16.中心转轴，设置在所述中间连杆的中间位置，使所述中间连杆绕所述中心转轴转动。
17.可选地，所述传动装置包括第一传动装置和第二传动装置，所述第一传动装置和所述第二传动装置分别设置在所述刷筒的两端，所述驱动装置包括与所述第一传动装置连接的第一驱动装置和与所述第二传动装置连接的第二驱动装置，所述第一驱动装置和所述第二驱动装置使得所述第一传动装置和所述第二传动装置在同一时刻的运动方向相反。
18.可选地，当所述第一连接件和所述第二连接件沿相反方向运动至最大行程时，所述第一清洗刷的第一刷轴以及所述第二清洗刷的第二刷轴之间形成一夹角2θ，所述夹角2θ的范围介于0
°
～60
°
。
19.可选地，还包括喷液管，所述喷液管设置于所述清洗刷上方，且所述喷液管上设有至少一个喷嘴。
20.可选地，还包括晶圆转动装置，所述晶圆转动装置用于保持位于所述第一清洗刷和第二清洗刷中间的待清洗晶圆，当进行晶圆清洗时，所述晶圆转动装置带动所述待清洗晶圆沿所述待清洗晶圆的中心旋转。
21.本实用新型的晶圆清洗装置，至少具有以下有益效果：
22.所述晶圆清洗装置包括清洗刷、传动装置和驱动装置，其中，驱动装置能够通过传动装置带动清洗刷在水平面内平动，使两个清洗刷之间形成一夹角2θ，此时两个清洗刷的一端能够与晶圆的边缘区域紧密接触，从而带走晶圆边缘区域的污染物。本实用新型提供的晶圆清洗装置改善了由于晶圆边缘区域厚度小于中心区域厚度而导致的边缘区域清洗效果不佳的问题，提高了晶圆表面整体的清洁度；除此之外，还可以通过调节θ角的角度来适应晶圆表面不同位置处的不同弧度，或适应不同尺寸的晶圆，操作方便灵活，具有极高的生产价值。
附图说明
23.图1显示为实施例提供的晶圆清洗装置的立体结构示意图。
24.图2显示为实施例提供的晶圆清洗装置对晶圆边缘区域进行清洗的俯视图。
25.图3显示为实施例提供的晶圆清洗装置对晶圆边缘区域进行清洗的侧视图。
26.元件标号说明
[0027]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
待清洗晶圆
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240
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中间连杆
[0028]
11
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第一清洗刷
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241
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第一连杆
[0029]
111
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第一刷筒
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242
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第二连杆
[0030]
112
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第一刷轴
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243
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中心转轴
[0031]
12
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第二清洗刷
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244
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活动铰链
[0032]
121
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第二刷筒
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31
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第一驱动装置
[0033]
122
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第二刷轴
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32
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第二驱动装置
[0034]
21
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第一连接件
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40
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喷液管
[0035]
22
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第二连接件
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41
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喷嘴
[0036]
23
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支撑件
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50
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晶圆转动装置
具体实施方式
[0037]
以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。
[0038]
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。
[0039]
实施例
[0040]
本实施例提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置包括清洗刷、传动装置以及驱动装置。
[0041]
如图1所示，清洗刷包括相对设置的第一清洗刷11和第二清洗刷12，第一清洗刷11包括第一刷筒111以及位于所述第一刷筒的中心沿轴向设置的第一刷轴112，第一刷轴112带动第一刷筒111沿周向旋转；第二清洗刷12包括第二刷筒121以及位于所述第二刷筒的中心沿轴向设置的第二刷轴122，第二刷轴122带动第二刷筒121沿周向旋转。作为示例，第一刷筒111与第二刷筒121的长度相同，第一刷轴112与第二刷轴122的长度相同，且第一刷轴112的长度大于第一刷筒111的长度，第二刷轴122的长度大于第二刷筒121的长度，以使所述刷轴能够带动所述刷筒沿轴向旋转。在本实施例中，第一刷筒、第二刷筒的长度大于待清洗晶圆1的直径，这样可以更加方便地进行清洗晶圆，且刷筒的外表面设有凸起结构(未在图中示出)以增大与待清洗晶圆1间的摩擦力，在本实施例中，刷筒的材料为聚乙烯醇，也可以采用其他合适的材料，所选用的材料以清洗时不刮伤晶圆表面为准，凸起结构的材料为柔性材料。
[0042]
如图1所示，传动装置设置于所述清洗刷的两端，包括第一连接件21、第二连接件22、多个支撑件23和中间连接件。
[0043]
作为示例，第一连接件21与第一刷轴112的端部连接，第二连接件22与第二刷轴122 的端部连接，第一刷轴112和第二刷轴122可以分别在第一和第二连接件中旋转。第一连接件21和第二连接件22为多边形，其中有两条平行边，多个支撑件23设置于第一连接件21、第二连接件22的两条平行边上，如图1所示，两条平行边沿y方向，使第一连接件21、第二连接件22能够沿y方向做往复直线运动，在本实施例的可选实施例中，所述固定件为矩形，
所述多个支撑件为固定轨道滑轮。
[0044]
如图1所示，中间连接件包括两个中间连杆240、两个第一连杆241、两个第二连杆242 以及中心转轴243。作为示例，两个中间连杆240分别固定在中心转轴243的两端，中间连杆240的中心被中心转轴243固定，且中间连杆240能够绕中心转轴243转动。作为示例，两个第一连杆241分别设置在第一清洗刷11的两端，且通过活动铰链244一端与第一连接件 21连接，另一端与中间连杆240连接；两个第二连接件242分别设置在第二清洗刷12的两端，同样通过活动铰链244一端与第二连接件22连接，另一端与中间连杆240连接。
[0045]
如图1所示，驱动装置包括第一驱动装置31和第二驱动装置32，第一驱动装置31和第二驱动装置32分别与同一清洗刷两端的传动装置连接，在本实施例中，第一驱动装置31和第二驱动装置32分别与第一清洗刷11两端的传动装置连接，具体地，与第一清洗刷两端的第一连接件21连接。
[0046]
在第一驱动装置31和第二驱动装置32的作用下，第一传动装置和第二传动装置能够在水平方向上做往复直线运动，且在同一时刻二者的运动方向相反。以第二驱动装置32沿图1 所示的y方向运动为例，在xy平面内，第二驱动装置32推动与其相连的第一连接件21沿 y方向运动，进而带动与第一连接件21相连的第一清洗刷11的一端沿y方向运动；同时第一驱动装置31拉动与其相连的第一连接件21沿与y方向相反的方向运动，进而带动与第一连接件21相连的第一清洗刷11的另一端沿与y方向相反的方向运动，使得第一清洗刷11 在xy平面内转动，最终，第一刷轴112与x轴形成一夹角θ，夹角θ的范围介于0
°
～30
°
，如图2～3所示。接着，第一驱动装置31可以沿图1所示的y方向运动，第二驱动装置32沿与之相反的方向运动，所述第一驱动装置和第二驱动装置通过不断地在y方向上做往复直线运动，使第一刷轴112和第二刷轴122两端的间距d1小于中心的间距d2，由此改善了由于晶圆边缘区域厚度小于中心区域厚度而导致的边缘区域清洗效果不佳的问题，进而提高了晶圆的清洁度。
[0047]
仍然参照图1，所述晶圆清洗装置还包括喷液管40，可选实施例中，包括两条喷液管40，两条喷液管40分别设置于第一清洗刷11和第二清洗刷12的上方，且每一条所述喷液管上设有至少一个喷嘴41。喷液管40将清洗液输送至喷嘴41，再通过喷嘴41将清洗液喷洒至待清洗晶圆1的表面，且喷液管40喷出的清洗液可以全面覆盖待清洗晶圆1的正面及反面，使玷污物离开晶圆表面，达到清洗的目的。
[0048]
如图1所示，所述晶圆清洗装置还包括晶圆转动装置50，当待清洗晶圆1位于第一清洗刷11和第二清洗刷12中间时，晶圆转动装置50带动所述晶圆沿周向旋转，在清洗过程中，晶圆转动装置50固定待清洗晶圆1，并以经过所述待清洗晶圆中心的垂线为轴转动，从而使待清洗晶圆1平稳地自转。
[0049]
综上所述，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，所述晶圆清洗装置包括清洗刷、传动装置和驱动装置，所述清洗刷包括相对设置的第一清洗刷和第二清洗刷，待清洗的晶圆放置于第一清洗刷、第二清洗刷之间，其中，驱动装置能够通过传动装置带动第一清洗刷、第二清洗刷在水平面内平动，二者形成一夹角2θ，此时第一清洗刷、第二清洗刷能够与晶圆的边缘区域紧密接触，从而带走晶圆边缘区域的污染物。本实用新型提供的晶圆清洗装置改善了由于晶圆边缘区域厚度小于中心区域厚度而导致的边缘区域清洗效果不佳的问题，提高了晶圆表面整体的清洁度；除此之外，还可以通过调节θ角的角度来适应晶圆表面不同位置处的不同弧度，或适应不同尺寸的晶圆，操作方便灵活，具有极高的生产价值。
[0050]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。