半导体制造过程的清洗装置及海绵辊子 【技术领域】
本发明涉及一种海绵辊子，尤其涉及一种海绵辊子包括：一海绵辊子轴心和一包覆于海绵辊子轴心之上的海绵；进一步涉及使用该海绵辊子的半导体制造过程的清洗装置。
背景技术
本发明是关于一种改良型的海绵辊子。一般化学机械研磨抛光(CMP)过程后，会有微粒残留在晶圆表面，这些微粒会影响晶片的品质及优良率，因此须用海绵辊子对研磨后的晶圆进行清洁。如图1海绵辊子清洁设备俯视图所显示的，晶圆110以滚珠130带动而旋转，而海绵辊子120则以马达122旋转，清洁晶圆表面。然而由于现行使用的海绵辊子其清洁能力较差，且容易损坏而必须更换，本发明即为了改进常规技术的缺点，而开发出清洁能力佳，使用寿命长的海绵辊子。
常规技术如图2所示，为一般在海绵辊子轴心220上包覆海绵210的海绵辊子。通常海绵辊子在进行清洁时，由于海绵210与晶圆230的接触压力在各接触点虽为一致，然而晶圆230转动的每点切线速度却不尽相同，由于晶圆230表面的切线速度为转速×旋转半径，因此在晶圆230边缘的切线速度最高，在晶圆230中心处的切线速度趋近于零，因而常规的海绵辊子在中心处的清洁能力较差。此外，如图3所示，常规的海绵辊子在使用一段时间后，其海绵210会因为挤压而变形，因而形成中间凹陷的海绵表面，造成清洁时在中间接触部位地接触压力降低，甚至可能在海绵210的中央部位无法与晶圆230产生接触，严重影响清洁的效果。
【发明内容】
本发明的目的，在于设计出能在海绵辊子的中央处提高与晶圆的接触压力的结构，并能针对长期使用后海绵所产生的中央凹陷状况进行补偿，以维持甚至提高清洁效果。
本发明提供的海绵辊子，包括：一海绵辊子轴心；以及一海绵体，该海绵体具有中心通孔，所述海绵辊子轴心穿设于该海绵体的中心通孔之中；其特征在于，该海绵辊子为中央部位直径大于两端部位直径的棒槌状。
所述的海绵辊子，优选在该海绵体的中央部位的壁的厚度大于两端部位的壁的厚度，由此形成棒槌状的海绵体。
所述的海绵辊子，优选在该海绵辊子轴心的中央部位的直径大于两端部位的直径，由此形成棒槌状的海绵体。
所述的海绵辊子，优选在该海绵辊子轴心及该海绵之间设有一腔体，且该腔体靠近该海绵辊子中央部位的横断面面积大于靠近该海绵辊子两端部位的横断面面积，由此形成棒槌状的海绵体。进一步优选所述的腔体由弹性材料构成；进一步优选所述的腔体能够随着一工作流体的充入而改变，使该腔体靠近该海绵辊子中央部位的横断面面积大于靠近该海绵辊子两端部位的横断面面积；更进一步优选所述的工作流体为气体。
本发明还提供了一种半导体制程清洗装置，具有一动力源，其特征在于，它包括：如上所述的通入气体的海绵辊子，该海绵辊子经由一旋转接头连接于该动力源。
【附图说明】
图1是显示海绵辊子清洁设备俯视图；
图2是显示常规的海绵辊子使用状态图；
图3是显示常规的海绵辊子长时间使用后状态图；
图4是显示本发明的海绵辊子的第一个实施例；
图5是显示本发明的海绵辊子的第二个实施例；
图6a是显示经常规技术的海绵辊子清洁后，晶圆上微粒的分布情形；
图6b是显示经本发明的海绵辊子清洁后，晶圆上微粒的分布情形；
图7是显示本发明的海绵辊子相较于习知技术的残留颗粒比较图。
【具体实施方式】
实施例1
本发明的第一个实施例如图4所显示的，是将海绵辊子轴心420于中央部位增加其半径，由此便可直接增加海绵辊子在中央部位与晶圆430的接触压力。且由于海绵410的变形量有其限度，因此即使经长时间使用后而产生变形，其对晶圆430中央的清洁效果，仍较常规的海绵辊子的清洁效果大幅提升。
实施例2
本发明的第二个实施例如图5所显示的，是为在海绵辊子轴心520上装设充气腔体540，利用对充气腔体540充气的方式，调整海绵510的形状，以及海绵510与晶圆530之间的接触压力。通过此装置，除了可以改良常规技术的缺点，提高清洗效果之外，还可针对多道制造过程的需要，施予晶圆530不同的接触压力，此外，还可根据海绵510变形程度的不同，通过充气量调整变形补偿量，延长海绵辊子的使用寿命。
而由于海绵辊子以旋转的方式进行清洁，因此，为了要将气体顺利的导入充气腔体540，可在海绵辊子的轴心520与马达之间设置旋转接头522，以避免管路因为海绵辊子的旋转运动而打结无法所用。而为了要达到通过充气的方式以改变充气腔体540体积的功能，充气腔体540须以弹性材料制作。
本发明初步的实验结果如图6a、6b所显示的，图6a是经常规技术的海绵辊子清洁后，晶圆上微粒的分布情形；由图6a可看出微粒有集中在晶圆的中央的情形。而图6b是显示经本发明的海绵辊子清洁后，晶圆上微粒的分布情形；由图6b可看出微粒有均匀分布的现象。且将图6a、6b对照来看，明显可发现经本发明的海绵辊子清洁后，微粒的数量大幅减少。
本发明的海绵辊子相对于常规技术的清洁结果如图7所示，图中区域710是用常规的海绵辊子清洁的结果，区域720是以本发明的海绵辊子清洁的结果，横座标1-5是表示独立的实验事件结果，曲线730表示微粒的分布曲线，曲线740表示较大颗粒的分布曲线。曲线730可看出，以常规的海绵辊子清洁晶图片时，残留在晶圆额的微粒约为3500-5000颗；但是若以本发明的海绵辊子清洁晶圆时，残留在晶圆表面的微粒约在200-1000颗之间。又从曲线740可发现，以常规的海绵辊子清洁晶图片时，残留在晶圆表面的较大颗粒约为60-80颗；但是若以本发明的海绵辊子清洁晶圆时，残留在晶圆表面的较大颗粒约在0-20颗之间，由此可见得，本发明在清洁效果上有长足的改良与进步。
虽然本发明已于较佳实施例揭露如上，但是并非用以限定本发明，任何熟知本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作一些变动，因此本发明的保护范围当视申请专利权利要求范围所界定的为准。