[发明专利]用于清洗晶圆的背面刷子、清洗装置以及清洗晶圆的方法

说明书

本发明提供了一种用于清洗晶圆背面的背面刷子。晶圆的背面具有中心区域以及包围中心区域的外围区域。背面刷子包括背面刷子芯以及覆盖背面刷子芯的外表面的背面刷子垫。背面刷子垫包括软垫和研磨垫。背面刷子垫的软垫覆盖背面刷子芯的外表面的一部分，用于刷洗晶圆的背面的中心区域。背面刷子垫的研磨垫覆盖背面刷子芯的外表面的另一部分，用于刷洗晶圆的背面的外围区域。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月14日提交的第62/779,475号美国临时专利申请的权益和优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及一种清洗晶圆的背面刷子以及具有背面刷子的清洗装置。更具体而言，本发明涉及一种具有软垫和研磨垫的用于清洗晶圆背面的背面刷子。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)过程是通过在受控的温度、压力和化学成分条件下，将半导体晶圆抵靠在旋转研磨表面上或者将晶圆相对于研磨表面移动来完成的。研磨表面可以是由相对柔软的多孔材料(例如，发泡聚氨酯)形成的平面状的垫，并用具有化学活性和研磨性的水性浆料浸泡。水性浆料可以是酸性或碱性的，通常包括磨料颗粒，诸如过渡金属螯合盐或氧化剂之类的反应性化学试剂，以及诸如溶剂、缓冲剂和钝化剂之类的助剂。在这种浆料中，盐或其他试剂可以促进化学蚀刻作用；而磨料颗粒与研磨垫可以共同促进提供机械研磨作用。

CMP过程正成为用于对电介质层和金属层二者执行平坦化操作的主要平坦化技术。对于介电层(例如，硼磷硅玻璃(BPSG)、硼硅酸四乙酯(BPTEOS)以及等离子体增强化学气相沉积(PECVD)氧化物)的CMP而言，通常使用气相二氧化硅基浆料。其他类型的浆料(例如分散的二氧化硅、气相分散的氧化铝)也可以用于介电层和金属层(例如钨或钛)的CMP。当CMP过程完成后，晶圆的表面布满颗粒(称作浆料残留物)。在工艺流程中的后续动作中，如果允许将浆料残留物保留在晶圆的表面上，乃至重新分布在晶圆的表面上，则可能出现污染问题，这将导致管芯成品率和/或器件性能的损失。为了防止污染，晶圆的所有表面在CMP过程之后必须不存在浆料残留物。

因此，在本领域中仍然需要提供一种清洗晶圆的背面刷子以及具有背面刷子的清洗装置以改进CMP过程后晶圆的清洗过程。

发明内容

鉴于上述内容，本发明的目的是提供一种用于清洗晶圆的背面刷子以及清洗装置以改进晶圆的清洗过程。

为了实现上述目的，本发明的一实施方式提供了一种用于清洗晶圆背面的背面刷子。晶圆的背面具有中心区域以及包围中心区域的外围区域。背面刷子包括背面刷子芯以及覆盖背面刷子芯的外表面的背面刷子垫。背面刷子垫包括软垫和研磨垫。背面刷子垫的软垫覆盖背面刷子芯的外表面的一部分，并且配置成刷洗晶圆的背面的中心区域。背面刷子垫的研磨垫覆盖背面刷子芯的外表面的另一部分，并且配置成刷洗晶圆的背面的外围区域。

为了实现上述目的，本发明的另一实施方式提供了一种用于清洗晶圆的清洗装置。清洗装置包括用于清洗晶圆正面的正面刷子以及用于清洗晶圆背面的背面刷子。正面刷子包括正面刷子芯以及覆盖正面刷子芯的外表面的正面刷子垫。晶圆的背面具有中心区域以及包围中心区域的外围区域。背面刷子包括背面刷子芯以及覆盖背面刷子芯的外表面的背面刷子垫。背面刷子垫包括软垫和研磨垫。背面刷子垫的软垫覆盖背面刷子芯的外表面的一部分，并且配置成刷洗晶圆的背面的中心区域。背面刷子垫的研磨垫覆盖背面刷子芯的外表面的另一部分，并且配置成刷洗晶圆的背面的外围区域。

为了实现上述目的，本发明的又一种实施方式提供了一种清洗晶圆的方法。在该方法的第一动作中，在清洗装置的正面刷子和背面刷子之间装载晶圆。在该方法的第二动作中，利用清洗装置的正面刷子刷洗晶圆的正面。在该方法的第三动作中，利用清洗装置的背面刷子刷洗晶圆的背面。利用背面刷子的研磨垫来刷洗晶圆的背面的外围区域，利用背面刷子的软垫来刷洗晶圆背面的中心区域。