刷洗装置制造方法及图纸

公开了一种刷洗装置，包括：机架；一对刷子，所述一对刷子可旋转地设置在机架上以将所述晶圆夹在它们之间刷洗晶圆表面，同时在晶圆上产生驱动所述晶圆转动的扭矩；控制装置，用于根据驱动所述晶圆转动的扭矩调整一对刷子之间的间距，使驱动所述晶圆转动的扭矩维持不变。本发明专利技术实施例提供的刷洗装置，通过监测刷子旋转产生的扭矩来调节刷子之间的间距，保证刷子在刷洗过程中不会由于刷洗晶圆数量的增加而导致刷子扭转产生的扭矩不变，提高清洗效果，实现刷子转速、晶圆转速、刷洗效率和刷洗效果之间的最佳匹配。

Scrubbing device

A brushing device is disclosed, which includes: a rack; a pair of brushes, which are rotatably arranged on the rack to clamp the wafers between them to brush the wafer surface, while generating a torque driving the wafer rotation; and a control device for adjusting the spacing between the brushes according to the torque driving the wafer rotation, so as to drive the wafer rotation. Moving torque remains unchanged. The brush device provided in the embodiment of the present invention adjusts the spacing between brushes by monitoring the torque generated by the rotation of the brush, ensures that the brush will not change the torque caused by the twist of the brush due to the increase of the number of wafers, improves the cleaning effect, and achieves the best matching between the speed of the brush, the speed of the wafer, the efficiency of brushing and the effect of brushing.

【技术实现步骤摘要】
刷洗装置
本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及用于在晶圆化学机械抛光(CMP)工艺之后的刷洗装置。
技术介绍
随着平面型闪存存储器的发展，半导体的生产工艺取得了巨大的进步。但是最近几年，平面型闪存的发展遇到了各种挑战：物理极限，现有显影技术极限以及存储电子密度极限等。在此背景下，为解决平面闪存遇到的困难以及最求更低的单位存储单元的生产成本，各种不同的三维(3D)闪存存储器结构应运而生，例如3DNOR(闪存和3DNAND闪存。同时，为了提高三维(3D)闪存存储器的性能，要求三维(3D)闪存存储器的尺寸日益减小，而由于尺寸日益减小的三维(3D)闪存存储器的多层互连或填充深度较大的沉积过程导致了晶圆(Wafer)表面过大的起伏，降低了整个晶圆上线宽的一致性。因此，在三维(3D)闪存存储器结构的制作过程中，往往要采用化学机械研磨工艺(ChemicalMechanicalPolish，CMP)对晶圆表面进行平坦化处理，然而晶圆CMP工艺后表面残留有机化合物、颗粒和金属杂质等表面污物，而表面污物将影响晶圆的下一道工艺，进而严重损害晶圆的性能和可靠性。为此，需要在CMP工艺后对晶圆进行刷洗以除去其表面污物。目前清洗装置主要采用双面机械刷洗(BrushScrubbing)，清洗过程中，晶圆置于两个刷子中间，通过控制两个刷子中心轴，带动两个刷子旋转，刷洗晶圆表面。如图1所示，目前使用的是刷子间距固定的清洁方式，随着刷子刷洗晶圆的数量增加，刷子本身会有磨耗，导致两个刷子不是完全接触到晶圆表面，而导致后续的清洗效果不佳，从而降低了晶圆的良率。如图2a和图2b所示，随着刷洗晶圆数量的增加，刷子产生的驱动晶圆的扭矩逐渐变小，同时晶圆上留下的颗粒数量变多，清洗效果不佳。本方案中，以刷子的使用寿命为刷洗晶圆数量达到5000为例进行说明，实际中刷子寿命的刷洗晶圆数量不受此限制。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种刷洗装置，可以解决刷洗过程中刷子由于刷洗晶圆的数量增加导致驱动晶圆旋转的扭矩变小进而导致清洗效果不佳等问题。根据本专利技术的一方面，提供一种刷洗装置，包括：机架；支架，设置在所述机架上，用于放置晶圆；一对刷子，所述一对刷子可旋转地设置在机架上以将晶圆夹在它们之间刷洗晶圆表面，同时在晶圆上产生驱动所述晶圆转动的扭矩；控制装置，用于根据驱动所述晶圆转动的扭矩调整一对刷子之间的间距。优选地，所述一对刷子为圆柱状刷子，其中，所述一对刷子的轴线相互平行。优选地，所述刷子为多孔性海绵刷，包括刷子主体以及位于刷子主体表面上的多个突起。优选地，所述刷洗装置还包括：驱动装置，用于驱动刷子旋转；传感器，用于监测刷子旋转产生的驱动所述晶圆转动的扭矩。优选地，当监测到驱动所述晶圆转动的扭矩小于预设值时，所述控制装置调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围。优选地，所述预设范围的最小值不低于所述预设值。优选地，所述控制装置调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围包括：保存扭矩与刷子间距的对应关系，根据监测到的扭矩与预设范围之间的差值，查找对应的刷子之间应调节的间距。优选地，所述控制装置调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围包括：每次监测后将一对刷子的间距调节预设步进，直至所述晶圆转动的扭矩达到预设范围。优选地，所述刷洗装置还包括：清洗液供给单元，所述清洗液供给单元设置在所述机架上用于向晶圆的表面施加清洗液。优选地，所述清洗液供给单元包括化学清洗剂供给管路和去离子水供给管路。优选地，所述清洗液管路和去离子水管路相互垂直。本专利技术实施例提供的刷洗装置，通过监测刷子旋转产生的扭矩来调节刷子之间的间距，保证刷子在刷洗过程中不会由于刷洗晶圆数量的增加而导致刷子扭转产生的扭矩不变，提高清洗效果，实现刷子转速、晶圆转速、刷洗效率和刷洗效果之间的最佳匹配。此外，清洗液管路和去离子水管路相互垂直，更利于液体均匀地喷散于晶圆表面，且刷洗装置的腔体结构更紧凑，节省设备空间，而且不会引入二次污染。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1示出现有技术中刷洗装置在刷洗晶圆表面时的俯视图；图2a和图2b分别示出现有技术中刷洗装置刷洗晶圆数量与驱动晶圆转动的扭矩之间的曲线图以及驱动晶圆转动的扭矩与刷洗后的晶圆上的颗粒数量之间的曲线图；图3a和图3b分别示出本专利技术实施例的刷洗装置的结构示意图；图4示出图3a所示的刷洗装置在刷洗晶圆表面时的俯视图；图5示出了现有的刷洗装置和本专利技术实施例提供的刷洗装置刷洗晶圆数量与驱动晶圆转动的扭矩之间的曲线图；图6示出了现有的刷洗装置和本专利技术实施例提供的刷洗装置刷洗晶圆数量与刷子间距之间的曲线图。具体实施方式以下将参照附图更详细地描述本专利技术的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。如图3a、图3b和图4所示，根据本专利技术实施例的刷子装置，包括机架(图中未示出)，设置在机架上以放置晶圆1的支架100、可旋转地设置在机架上的一对刷子200a和200b、以及控制装置300。所述刷子包括刷子主体201以及位于刷子主体201表面上的多个突起202。在刷洗晶圆1的表面时，首先晶圆1被移动并放置在支架100上，此后移动刷子200a和刷子200b以使其夹持晶圆1，接着使刷子200a、刷子200b旋转，同时刷子200a和200b在晶圆1上产生驱动晶圆1转动的扭矩，从而实现对晶圆1整个表面的刷洗。控制装置300根据驱动所述晶圆转动的扭矩调整一对刷子之间的间距，进而使驱动所述晶圆转动的扭矩保持一致。例如，随着刷洗晶圆1的数量增加，刷子表面上的多个突起202会出现一定的磨损，导致刷子旋转产生的驱动晶圆转动的扭矩变小，为了保证该扭矩不变，则调整刷子200a和200b之间的间距，即将刷子200a和200b之间的间距调小。在本实施例中，所述一对刷子200a和200b为圆柱状刷子，其中，所述一对刷子的轴线相互平行。刷子200a和刷子200b为多孔性海绵刷子。在一个优选地实施例中，所述刷洗装置还包括驱动装置400和传感器500，其中，驱动装置400与刷子200a和200b连接，驱动刷子200a和200b旋转。传感器500设置在刷子主体201上，监测刷子旋转产生的驱动晶圆1转动的扭矩。传感器500将监测到的扭矩发送至控制装置300，控制装置300接收监测到的扭矩，并与预设值比较，当监测到驱动所述晶圆转动的扭矩小于预设值时，所述控制装置300调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围。其中，所述预设范围的最小值不低于所述预设值。在一个优选地实施例中，所述控制装置300调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围包括：保存扭矩与刷子间距的对应关系，根据监测到的扭矩与预设范围之间的差值，查找对应的刷子之间应调节的间距。具体地，以达到预设范围为例，控制装置300预先存储扭矩与刷子间距的对应关系，不同的扭矩对应不同的刷子间距，该对应关系中包括预设值对应的刷子间距。例如，使用前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刷洗装置，其特征在于，包括：机架；支架，设置在所述机架上，用于放置晶圆；至少一对刷子，所述至少一对刷子可旋转地设置在机架上以将晶圆夹在它们之间刷洗晶圆表面，同时在晶圆上产生驱动所述晶圆转动的扭矩；控制装置，用于根据驱动所述晶圆转动的扭矩调整一对刷子之间的间距，使驱动所述晶圆转动的扭矩维持稳定。

【技术特征摘要】
1.一种刷洗装置，其特征在于，包括：机架；支架，设置在所述机架上，用于放置晶圆；至少一对刷子，所述至少一对刷子可旋转地设置在机架上以将晶圆夹在它们之间刷洗晶圆表面，同时在晶圆上产生驱动所述晶圆转动的扭矩；控制装置，用于根据驱动所述晶圆转动的扭矩调整一对刷子之间的间距，使驱动所述晶圆转动的扭矩维持稳定。2.根据权利要求2所述的刷洗装置，其特征在于，所述至少一对刷子的每一对轴线相互平行。3.根据权利要求1所述的刷洗装置，其特征在于，所述刷子包括刷子主体以及位于刷子主体表面上的多个突起。4.根据权利要求1所述的刷洗装置，其特征在于，还包括：驱动装置，用于驱动刷子旋转；传感器，用于监测刷子旋转产生的驱动所述晶圆转动的扭矩。5.根据权利要求4所述的刷洗装置，其特征在于，当监测到驱动所述晶圆转动的扭矩小于预设值时，所述控制装置调节所述一对刷子之间的间距使驱动所述晶圆转动的扭矩达到预设范围。6.根据权利要求5所述的刷...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振伟，王昭钦，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42