[发明专利]用于晶圆的刷洗装置和刷洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于晶圆的刷洗装置和刷洗方法。

背景技术

在对晶圆进行化学机械抛光后，晶圆的表面会残留大量颗粒、有机物和金属离子，因此需要对晶圆进行刷洗。现有的晶圆刷洗装置存在刷洗效率低、刷洗时间长的缺陷。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的发现做出的：如图6所示，现有的晶圆刷洗装置是利用两个毛刷将晶圆夹紧，通过旋转这两个毛刷对晶圆进行刷洗，而晶圆本身也绕其圆心自转。同一时间每个毛刷与晶圆的接触区域为矩形区域（如图7所示），对晶圆的刷洗在该矩形区域内完成。当晶圆旋转一周时，晶圆表面的邻近晶圆圆心的圆进入该矩形区域（即刷洗区域）的时间较长，而晶圆表面的远离晶圆圆心的圆进入该矩形区域（即刷洗区域）的时间较短。因此，晶圆表面的邻近晶圆圆心的圆的刷洗效率比晶圆表面的远离晶圆圆心的圆的刷洗效率高，从而造成晶圆表面的刷洗不均匀，晶圆的刷洗时间受制于刷洗效率最低的边缘区域，导致晶圆的刷洗时间过长。也就是说，晶圆表面的刷洗效率沿晶圆的径向由内向外减小。

图8为晶圆表面各区域的刷洗效率沿晶圆径向的分布图，其中清洗液在晶圆表面沿晶圆径向均匀分布。当晶圆的直径为300毫米且毛刷与晶圆的接触区域的宽度为40毫米时，晶圆边缘区域（半径为150毫米处）的刷洗效率仅为晶圆圆心区域（半径小于等于40毫米的区域）的刷洗效率的8%。而且，晶圆的半径越大，晶圆边缘区域的刷洗效率与晶圆圆心区域的刷洗效率的差距越大。

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用于晶圆的刷洗装置。

本发明的另一个目的在于提出一种刷洗晶圆的方法。

为了实现上述目的，根据本发明第一方面的实施例提出一种用于晶圆的刷洗装置，所述用于晶圆的刷洗装置包括：机架；第一和第二毛刷，所述第一和第二毛刷相对地且间隔开地安装在所述机架上以分别用于刷洗晶圆的两侧表面；和第一和第二清洗液供给单元，所述第一和第二清洗液供给单元相对地且间隔开地安装在所述机架上以分别用于向所述晶圆的两侧表面供给清洗液，其中所述第一和第二清洗液供给单元中的每一个供给的清洗液的量沿所述晶圆的径向由内向外增加。

根据本发明实施例的用于晶圆的刷洗装置通过使所述第一清洗液供给单元和所述第二清洗液供给单元中的每一个供给的清洗液的量沿所述晶圆的径向由内向外增加，从而可以提高所述晶圆的刷洗效率，减少所述晶圆的刷洗时间，减少刷洗所述晶圆的清洗液用量。

另外，根据本发明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，所述第一和第二清洗液供给单元中的每一个包括：清洗液输送管，所述清洗液输送管设在所述机架上；和多个喷嘴，多个所述喷嘴等间隔地设在所述清洗液输送管上用于向所述晶圆的表面供给清洗液，其中相邻两个所述喷嘴中，远离所述晶圆的圆心的一个所述喷嘴的清洗液喷射量大于邻近所述晶圆的圆心的另一个所述喷嘴的清洗液喷射量。

由此不仅可以使所述第一清洗液供给单元和所述第二清洗液供给单元的结构更加简单，降低了所述喷嘴的布置难度，而且可以更加方便地、容易地对所述第一清洗液供给单元和所述第二清洗液供给单元的清洗液供给量进行调节。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二清洗液供给单元中的每一个包括：清洗液输送管，所述清洗液输送管设在所述机架上；和多个喷嘴，多个所述喷嘴间隔开地设在所述清洗液输送管上，每个所述喷嘴的清洗液喷射量相等且相邻两个所述喷嘴的间距沿所述晶圆的径向由内向外减小。由此所述第一清洗液供给单元和所述第二清洗液供给单元具有结构简单等优点。

根据本发明的一个实施例，多个所述喷嘴呈对称分布，且多个所述喷嘴的对称面通过所述晶圆的圆心。由此可以进一步提高所述晶圆的刷洗效率，进一步减少所述晶圆的刷洗时间，进一步减少刷洗所述晶圆的清洗液用量。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二清洗液供给单元中的每一个向所述晶圆上的半径为r的圆供给的清洗液的量F(r)满足F(r)·η(r)=c，其中c为常数，η(r)为所述晶圆上的半径为r的圆的刷洗效率，所述η(r)满足：

b为所述第一和第二毛刷与所述晶圆的接触区域的宽度。

由此可以在不增加清洗液用量的情况下将所述晶圆的刷洗效率提至最高，将所述晶圆的刷洗时间减至最少，或者在不改变所述晶圆的刷洗效率的情况下将清洗液用量减至最少。