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在CMP工藝過(guò)程中，wafer在機(jī)臺(tái)研磨單元進(jìn)行研磨之后,，接著需要進(jìn)入到清洗單元完成清洗干燥的步驟。其中在清洗單元Brush扮演著一個(gè)很重要的角色,，wafer需要經(jīng)過(guò)Brush和Chemical的共同作用洗刷掉wafer 表面以及背面的particle/residue 等粘污,。通常Brush 是由PVA（聚乙烯醇）與交聯(lián)劑在酸性催化劑作用下進(jìn)行縮醛反應(yīng)制作而成,，質(zhì)地較軟不會(huì)對(duì)wafer 表面造成損傷并且PVA 是親水性聚合物所以很適合作為清洗刷的材料,此外在制造過(guò)程中還會(huì)額外加入淀粉，這也就是為什么brush 放時(shí)間長(zhǎng)了就會(huì)滋生細(xì)菌的原因,。Brush 也分為好多種,，常見(jiàn)的有roller brush, pencil brush 等,，其中roller brush 應(yīng)用較為廣泛，本文均以roller brush 為例,。圖2 Brush 多孔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(有skin layer)2. Brush 在CMP設(shè)備里是如何工作的,？CMP 設(shè)備的Brush位置設(shè)置常見(jiàn)的有兩種：一種是以Ebara 機(jī)臺(tái)為代表的,，wafer 水平放置，兩根brush同樣水平放置,，一根在wafer 上面,，一根在wafer 下面；另外一種是以AMAT 機(jī)臺(tái)為代表的,，wafer 豎直放置，兩根brush 放在wafer 的兩邊如圖3所示,，本文以此種方式為例,。在清洗過(guò)程中,，wafer 豎直放置進(jìn)行自轉(zhuǎn)，Bursh夾住wafer進(jìn)行自轉(zhuǎn),，同時(shí)Nozzle 也會(huì)出水,，并且在wafer 兩側(cè)上方的spary bar 也會(huì)同時(shí)進(jìn)行噴灑清洗液,。在整個(gè)清洗過(guò)程中brush 也不是一直夾住wafer 的,，根據(jù)recipe 來(lái)定義，通常會(huì)有“夾開(kāi)夾”的動(dòng)作,，具體需要根據(jù)實(shí)際清洗效果來(lái)定義,。圖3 Brush 在CMP設(shè)備里的工作方式3. Brush 在清洗過(guò)程中的工作機(jī)理Brush 由于其具有柔軟,、有孔隙、有彈性,、有nozzle以及親水性等特點(diǎn),，因此在清洗wafer 表面的particle具有很好的優(yōu)勢(shì)。在清洗過(guò)程中,，Brush在擠壓wafer 的過(guò)程中，Brush 多孔的特點(diǎn)使得它的保水性和持水性較好,，并且可以儲(chǔ)存清洗液（當(dāng)然particle也會(huì)進(jìn)去）,，在清洗wafer 擠壓的過(guò)程中再將清洗液擠出到wafer 表面，同時(shí)由于nozzle 的存在就會(huì)有高低不同的區(qū)域,，在低的區(qū)域就會(huì)為清洗液留出一條通道，從而提高了清洗的能力和效果,。此外由于Brush 在清洗過(guò)程中是旋轉(zhuǎn)的,，再結(jié)合其有彈性,、親水性的特點(diǎn),，當(dāng)wafer 上的particle粘在brush 表面時(shí)可以及時(shí)被沖洗或反彈走,。圖4 Brush 清洗particle 過(guò)程示意圖4. CMP工藝中如何對(duì)Brush進(jìn)行調(diào)控？圖5 Brush清洗工藝可調(diào)控和維護(hù)的項(xiàng)目
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