滚刷自清洁晶圆片刷洗装置

师开鹏，孙德全，张 峰，王海军

(中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

1 概述

在晶圆片生产制造过程中，晶圆片经过化学机械抛光后，晶圆片表面会残留大量颗粒、有机物和金属离子，因此需要对晶圆片表面进行刷洗[1]。现有的晶圆片刷洗装置有很多，如单面刷洗的及双面刷洗的，但基本原理是一样的，均是通过一个自转的圆柱形清洁刷在圆片形晶圆片的表面进行滚刷，在滚刷过程中，晶圆片表面的斜上方的喷淋装置，喷出清洁水到刷体和晶圆片表面上，实现对晶圆片表面的清洁和润湿[2]；在整个洗刷过程中，晶圆片表面的大量颗粒、有机物和金属离子首先是进入到圆柱形清洁刷的刷套中，喷淋装置所喷淋出的水可以将刷套上的清洗出的颗粒大部分冲洗掉，但也有一部分会滞留在刷套的底部，带污的刷体对下一晶圆片的刷洗，会影响到清洗质量。

2 晶圆片刷洗装置

图1所示为晶圆片刷洗装置及过程原理图，包含上下润湿装置(1，7)，上下滚刷(2，6)，晶圆片旋转驱动轮(4)和晶圆片旋转从动轮(5)。如图所示，上下滚刷通过自身旋转实现对晶圆片的刷洗工作，在刷洗过程中，由晶圆片旋转主驱动轮旋转带动晶圆片进行旋转，从而实现晶圆片满面清洗，在刷洗过程中，通过上下润湿装置不断喷出清洗液清洗带走晶圆片表面脏污。

图1 晶圆片刷洗原理图

3 自清洁刷洗装置

图1所示为晶圆片刷洗原理图，如图所示，滚刷在对晶圆片刷洗的同时，也会污染自身，针对该问题，本文将滚刷部分进行了研究及改进。

如图2所示，改进后的滚刷部分包括清洁液接头、滚刷空心带孔轴和滚刷，将滚刷套在滚刷空心带孔轴的外侧，将清洁液接头拧在滚刷空心带孔轴的一端，接通清洁液管路后，清洁液进入滚刷空心带孔轴内部，进而经滚刷轴的空隙处流出，将滚刷上面的脏污带走，实现对滚刷的清洁。

图2 自清洁滚刷装置

4 结论

本文研究设计了一套晶圆片自清洁双面刷洗装置，实现了刷套的自清洁，提高了晶圆片的清洗质量，也延长了刷套的使用时间。