专利名称：刷洗机箱及其使用方法
技术领域：
发明总的来说涉及电子器件制造，并且尤其是涉及用于清洗例如半导 体基片或晶片、压縮盘、玻璃衬底等薄盘的刷洗机箱。
背景技术：
有时被称为刷洗机的公知装置，刷洗机通常被用于在电子器件制造过 程的一个或多个阶段中清洗半导体基片。例如，刷洗机可被用于在基片的 化学机械研磨(CMP)之后清洗该基片。已知的刷洗机使用一个或多个在 与基片接触的同时旋转从而清洗该基片的刷洗机刷。
尽管现有技术中存在多种刷洗机系统，但仍存在改进刷洗机的设计的 需要。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种设备，其包括适合于支撑刷洗 机刷的连杆机构。该连杆机构包括底座和枢轴地连接到该底座上的刷支 撑。该设备还包括适合于一致地枢转这些刷支撑的致动器，以使得由这些 刷支撑所支撑的刷洗机刷基本上同时实现与基片的各自主表面相接触，或 断开接触。
在本发明的第二方面中，提供了一种方法，其包括将基片插入到刷 洗机箱中，使相对置的刷支撑同时枢转而通过单一的圆弧，以便使基片和 由刷支撑所支撑的刷相接合，以及转动刷以清洗基片。
在本发明的第三方面中，提供了一种设备，其包括适合于旋转地保 持刷洗机刷的刷支撑；适合于转动被保持在刷支撑中的刷洗机刷的马达； 连接到刷支撑上并且适合于移动该刷支撑以允许该刷洗机刷接合基片的致 动器；连接到马达和致动器上的控制器。在致动器移动刷支撑时，由马达
施加的扭矩使刷洗机刷转动。该控制器适合于根据马达施加的扭矩的变化 来定位刷洗机刷的零点位置。
在本发明的第四方面中，提供了一种设备，其包括底座、适合于旋转 地支撑刷洗机刷的刷支撑、可滑动地安装到底座上并且连接到该刷支撑上 的球形轴承和设置在球形轴承之间的致动器。该致动器适合于通过移动刷
支撑来调节刷洗机刷的前端内收(toe-in)状态。
在本发明的第五方面中，提供了一种设备，其包括适合于接收刷洗机 刷的旋转轴、旋转支撑和安装在旋转支撑上并连接到该旋转轴上的流体润 滑轴承。该旋转轴包括轴向设置的工艺流体通道，流体润滑轴承包括连接 到旋转轴的工艺流体通道的流体润滑的入口点。
在本发明的第六方面中，提供了一种设备，其包括适合于转动刷洗机 箱中的基片的辊、适合于指示基片的进行了限定旋转量的传感器和连接到 该传感器上并且适合于确定该基片转速的控制器。
在本发明的第七方面中，提供了一种设备，其包括适合于转动刷洗机 箱中的基片的辊、辊支撑和安装在辊支撑上并且连接到该辊上的流体润滑 轴承。该辊包括轴向设置的工艺流体通道，流体润滑轴承包括连接到辊的工艺流体通道的流体润滑入口点。
在本发明的第八方面中，提供了一种刷洗机箱，其包括槽，适合于 接收基片以便对其进行清洗；支撑，位于槽的外部并且适合于连接到被设
置在槽内部的刷洗机刷的端部；马达，安装在每一支撑上并且适合于转动 该刷洗机刷；底座，所述支撑通过球形轴承枢转地安装到所述底座上，所 述底座适合于允许刷洗机刷前端内收；刷间隙致动器，其适合于通过曲柄 摇杆机构而使支撑基本上同时朝向彼此或相互远离地枢转，以便允许刷洗 机刷基本上同时实现与基片的接触或与其断开接触；前端内收致动器，其 适合于使两个球形的轴承朝向彼此或相互远离地移动，以便调节刷洗机刷 之间的前端内收角。
根据本发明的这些和其它方面，还提供了各种其它方面，如设备、系 统和计算机程序产品。这里描述的每一计算机程序产品可由计算机可读的 介质(例如，载波信号、软盘、CD、 DVD、硬盘、随机存取存储器， 等)承载。
本发明的其它特征和方面将通过下面的详细描述、权利要求和附图而 变得更加清楚。
图1A和1B分别是根据本发明提供的创造性刷洗机箱的侧面透视图和 简化的顶视图。
图2是相对于图1A旋转180°后的部分透视图，示出了创造性刷洗机 箱的内部元件。
图3是根据本发明的示例性曲柄摇杆机构的部分透视图，该曲柄摇杆 机构用于使刷洗机刷与基片接触或断开接触。
图4是根据本发明的创造性轴承布局的透视图，该轴承布局可被用于 调节刷的前端内收角。
图5是可用在创造性的刷洗机箱内的示例性球形轴承的部分剖视图。
图6是创造性的旋转轴的一部分的剖视图，该旋转轴可被用在根据本 发明的刷洗机刷的端部。图7是创造性的辊布局的侧部示意图，该辊布局可被用在图1A-2的 刷洗机箱内以支撑和/或转动基片。
图8是示例性空转辊的侧面剖视图。
图9是根据本发明另一实施例提供的示例性驱动辊的侧面透视图。
图10A是根据本发明提供的第一示例性实施例的覆盖了聚合物的马达
轴的部分剖视图。
图IOB示出了用于图IOA的马达的可替换的聚合物盖的设置。
图11是流程图，示出了根据本发明的示例性实施例的刷间隙配置的方法。
具体实施例方式
创造性的刷洗机箱连杆机构
图1A和1B分别是根据本发明提供的创造性刷洗机箱101的侧面透视 图和简化的顶视图。图2是相对于图1A旋转180°后的部分透视图，示出 了创造性刷洗机箱101的内部元件。
参照图1A-2，刷洗机箱101包括槽103和连杆机构105。连杆机构 105处于刷洗机箱101的槽103的外部(g卩，外侧)，可被用于使定位在 槽103内部的一个或多个刷洗机刷106a、 106b (图1B)相对于基片W (图1B和2)的主表面进行方便的和精确的驱动/移动。连杆机构105可 包括第一支撑107，用于在第一刷洗机刷106a的两端可旋转地支撑第一 刷洗机刷106a;第二支撑109，用于在第二刷洗机刷106b的两端可旋转地 支撑第二刷洗机刷106b。用于转动每一个刷洗机刷106a、 106b的驱动马 达111，例如直接驱动的伺服马达，也可被安装在槽103外部，每一个支 撑107、 109上安装一个。例如，每一个马达111可被定位成与刷洗机刷 106a、 106b的端部成一直线并且被安装到支撑107、 109上位于支撑107、 109可旋转地支撑刷洗机刷106a、 106b的端部的位置处。连杆机构105可 进一步包括底座113，其也设置在槽103的外部，第一、二支撑107、 109 中的每一个可连接至该底座(例如，共同地连接，以使得相对于基片W的 预定旋转面精确的和/或协作的定位和/或定向刷洗机刷106a、 106b更加容易，这将在下面描述)，并且第一、二支撑107、 109可适合于相对该底 座枢转(例如，向上向内地相向转动，和/或向下向外地相背转动)。
在操作中，第一、二支撑107、 109可相对于底座113 (例如通过将在 下面进一步描述的多个球形的和/或万向接头类型的轴承)同时移动而通过 各自的圆弧Al， A2 (图1A)。如图1B所示，这种移动可导致第一、二 刷洗机刷106a、 106b向基片W靠近，或者导致在第一、二刷洗机刷 106a、 106b之间开启间隙(未示出)，以允许基片W插入和/或从刷洗机 箱101中移除。例如，第一致动器115可被安装到底座113上，并且可引 起第一、二支撑107、 109相一致的精确移动，从而第一、二刷洗机刷 106a、 106b可以(1)同时实现与相应的基片W主表面相接触，或断开 接触；和/或(2)当向基片W靠近时，实现对相应的基片W主表面相似 程度的施压。
在一些实施例中，第一、二刷洗机刷106a、 106b的路径沿着圆弧 Al、 A2 (图1A)，这些圆弧(与图1A中所示的圆弧Al、 A2相反)可 被设置为形成单一的连续圆弧。换句话说，第一、二刷洗机刷106a、 106b 的路径可包括一个圆弧，其中第一刷洗机刷106a沿该单一圆弧的一半移 动，而第二刷洗机刷106b沿该圆弧的另一半移动。此单一圆弧的运动路 径可帮助在刷洗机刷106a、 106b和基片W之间提供对称的和一致的相互 作用。
在一些实施例中，刷洗机箱101可包括用于引导马达111、致动器 115、 129 (图4)和/或其它装置运转的控制器104 (图1B)。控制器104 能够执行以软件代码形式提供给它的程序指令。在一些实施例中，控制器 104可包括电路或其它适合于测量由马达111、致动器115、 129和/或其它 装置施加的扭矩的装置。
在一个或多个实施例中，第一致动器115包括谐波驱动机构或其它适 当的马达或驱动机构116，并且通过曲柄摇杆机构117 (图3)连接到第 一、二支撑107、 109上，以提供该两支撑的相等的移动。图3是根据本 发明提供的示例性曲柄摇杆机构117的部分透视图。该曲柄摇杆机构117 可包括曲柄轴连杆机构117a，其具有由第一致动器115 (图1A)驱动的双偏心部曲柄118 (图2)。在一个特定的实施例中，第一曲柄臂120a由 曲柄118的一个偏心部(如，图2中的偏心部122a)驱动，以便转动和/或 移动第一支撑107，第二曲柄臂120b由曲柄118的另一个偏心部(如，图 2中的偏心部122b)驱动，以便转动和/或移动第二支撑109。可提供用于 移动支撑107、 109的不同实施例，例如具有两个凸轮从动件的凸轮、丝 杠等。
此外，在一个或多个实施例中，间隙孔(未示出)可形成在槽103中 以实现刷106a、 106b和支撑107、 109之间的转动配合。几何形状上具有 顺从性的结合元件119 (图1A和2)，例如波纹管，可被设置在这些孔周 围并且安装在槽103和支撑107、 109之间。这种配置可以(1)允许刷 洗机刷106a、 106b相对于槽103的壁作相对运动；(2)保护基片W不受 可能通过槽壁上的孔进入到槽103内部的颗粒物的粘污；和/或(3)允许 槽103中的流体面达到或超过孔的水平，同时防止流体从孔排出。
通过扭矩监测和零点校准来保持一致的刷洗力 在本发明的一个或多个实施例中，不论刷106a、 106b的刷洗表面的逐 渐磨损和/或由不可避免的制造或装配公差引起的刷洗机箱101的元件的定 位或定向的变化，由第一、二刷洗机刷106a、 106b (图1B)施加在基片 W (图2)的主要表面上的刷洗力可保持一致。例如，通过第一、二支撑 107、 109支撑的第一、二刷洗机刷106a、 106b中的一个以法线方向施加 到基片W的主要表面的预定大小的刷洗力Fs可被事先确定，并且可通过 下面的等式来限定
」i;(空转)—t;(刷洗)I
s — rb(压后)
其中T"空转)表示存在于马达(例如，马达111)的轴中的初始扭 矩，用于旋转地驱动相对于基片W处于开启(未接触)位置的刷洗机刷
106a、 106b， rb(压后)表示在刷106a、 106b已经压在基片W的主要表面 后，刷106a、 106b的旋转轴和基片W的主要表面之间的距离(其小于刷 未受压的半径)，T"刷洗)表示当刷106a、 106b转动并且刷洗基片W，而 刷106a、 106b的轴位于距基片的主表面为rb(压后)时，马达轴中的扭矩。T"空转)可在一开始时测量，例如在刷洗机箱101开始工作之前，和/ 或当刷洗机箱101需要重新校准时的以后的时间。rb(压后)和Ts(刷洗)配对 值可通过实验方法(例如，根据在所使用的刷洗机刷的特定模型上执行的 校准试验)得到。
刷洗机刷106a、 106b相对于基片W的主表面的零点，其对应于与刷 106a、 106b仍然接触基片W的主表面相一致的rb最大值，可通过在刷 106a、 106b相对于基片W移动时监测和/或测量驱动刷106a、 106b的马达 的扭矩T,得到。例如， 一个旋转刷可被置于初始位置，在该位置，该旋转 刷压在基片W的主表面上。当旋转刷退离基片W时对扭矩Ts进行监测， 以便确定在扭矩l达到K空转)时各支撑107、 109相对于底座113的位 置。这发生在刷106a、 106b和基片W的主表面之间的间隙开始形成的点 上。可替换地，旋转刷可被置于初始位置，在该位置，该旋转刷与基片W 的主表面间隔开。当旋转刷向基片W移动时对扭矩Ts进行监测，以便确 定在扭矩l开始从K空转)的基准值升高时各支撑107、 109相对于底座 113的位置。这发生在刷106a、 106b和基片W的主表面之间的间隙刚好 没有的点上。
一旦刷洗机刷106a、 106b的零点被找到，各支撑107、 109可沿着底 座113向基片W移动一个增量，其中该增量与刷106a、 106b的受压程度 相对应，在先测试所指示的增量对应于刷洗力Fs的预定量。例如，刷洗机 刷106a、 106b可向基片W的主表面移动预定距离的大小，该预定距离可 从在上述事先刷洗力校准测试中使用的(已知)刷径向外形尺寸(未示 出)中减去rb(压后)得到。可被使用的另外的扭矩监测技术被描述在先前 合并的序列号为No.10/283030、申请日为2002年10月29日(代理人文档 号No.5408)的美国专利申请中。正如美国专利申请序列号No.10/283030 所表示的，刷洗机箱101可包括用于进行上述测量的扭矩监视器。
刷辊的前端内收
本发明还能便于调节第一、二刷106a、 106b之间的前端内收角。例 如，槽103的侧边121 (图1A)是与第一致动器115促使第一、二支撑107、 109相对于底座113通过它们各自的圆弧Al、 A2的地方相对的，在 侧边121上，刷洗机箱101可包括一个可滑动地安装到底座113上的用于 枢转地支撑第一支撑107的第一轴承123 (图2)和一个也可滑动地安装 在底座113上用于枢转地支撑第二支撑109的第二轴承125 (图2)。
如图4所示，在一个或多个实施例中，第二致动器129可被固定地安 装到第一、二可滑动安装的轴承123、 125之间的底座113上。第二致动 器129可适合于对第一、二轴承123、 125之间的间距进行精确调节，从 而精确地调节前端内收角。因此，如图4所示，第一、二轴承123、 125 可适合于相对滑动或往复运动(例如，使第一、二刷106a、 106b之间的前 端内收角随着第一、二轴承123、 125之间的间距增加和/或减小)。
在一些实施例中，第二致动器129可包括适合于对称地改变轴承 123、 125之间的间距的丝杠401 (图4)。例如，这种丝杠可包括左、右 螺纹(未示出)，用于与第一、二轴承123、 125上的互补的套环403、 405相合作。
适当的紧固件或其它保持机构(例如，螺栓407a-d)可被用于将第 一、二轴承123、 125滑动地安装到底座113上。这种紧固件可被松开以 允许调节轴承123、 125的位置；随后被紧固以保持调节后的轴承位置。
为了灵活地适应前端内收角的调节和支撑107、 109相对于底座113 的平滑枢转运动，在支撑107、 109与底座113之间的一些或全部轴承， 包括第一、二轴承123、 125，可包括球形的和/或万向接头类型的支撑表 面和/或低摩擦的塑性材料，例如聚四氟乙烯(PTFE)。例如，图5是示 例性的可被用于第一和/或第二轴承123、 125 (和/或用于一个或两个连接 到刷洗机箱101的第一致动器115 —侧上的支撑107、 109的轴承128a、 128b (图1A))的球形轴承127的部分剖视图。
也可使用另外的和/或可替换的前端内收角调节机构，例如先前合并的 序列号为No.10/283030、申请日为2002年10月29日(代理人文档号 No.5408)的美国专利申请中所描述的。
旋转轴承的水润滑通过在压力下将流体引入刷洗机刷而将流体导向刷洗机槽内的基片主 表面上是公知的。例如，轴向设置在刷洗机刷马达端部的流体入口可被用 于使加压的流体通过邻近刷的基片刷洗表面的孔径向地流出刷。在一个或 多个实施例中，这种流入刷洗机刷的加压流体还可用于润滑创造性刷洗机
箱101的一个或多个轴承。例如，可提供旋转的支撑130 (图1B)(例 如，位于刷洗机箱101的没有马达的端部121)，支撑130可包括一个或 多个水润滑的轴承(下面将参照图6进行描述)，并且在水润滑的轴承和 刷洗机刷的包含有流体的内部之间可设置液压连通。
图6是创造性的旋转支撑130的一部分的剖视图，其可被用在，例如 刷洗机刷106a和/或106b的不具有马达的端部121 (图1B)。参照图6， 旋转支撑130包括一根旋转轴131，其伸入到形成在旋转支撑130内的包 围体133中。 一个流体口 137可轴向地设置在旋转轴131中，其末端在包 围体133处，允许流体流入到包围体133中。例如，接头或其它连接件
(未示出)可连接到旋转支撑130并且用于向流体口 137提供流体(例 如，水)。在本发明的一个实施例中，通过流体口 137的总流量的2-3%可 被引入到包围体133 (例如，通过沿图6的流体孔从左向右移动并且由箭 头135示出)。也可以使用其它数量的总流量。所转移的液流可用于润滑 设置在旋转支撑130中的轴承139 (例如，流体可被允许穿透和/或流过轴 承139)。在一些该实施例中，位于不具有马达的端部121处的旋转支撑 130可包括一个或多个适合于被水、水基的流体、和/或其它类型的流体润 滑的聚合物或陶瓷球轴承141。旋转轴131和/或轴承座143可进一步包括 聚合物/塑料，以降低产生颗粒物的可能性并能够与用于润滑的流体相容
(例如水，尽管可使用其它流体)。旋转支撑130也可用于将润滑液排出 到刷洗机箱101之外，以清除由轴承139产生的任何颗粒物和/或与它伴生 的任何不合乎需要的化学物，并且防止这些颗粒物和/或化学物进入槽103 中(图1A)。例如，排放通道144可形成在包围旋转轴131的旋转支撑 130内，以允许任何流过轴承139并且沿旋转轴131流向槽103 (例如，在 图6中从右到左)的流体被收集并且在该流体进入槽103之前被排出。 在本发明的另一实施例中，在旋转轴131的端部601处可使用旋转管接头。例如，可以使用具有碳化硅表面机械密封的Deublin型号20211-600 的旋转管接头或其它适当的旋转管接头。
如图6所示，联结件119可被用于密封旋转支撑130而使其与槽103 隔开。联结件119可包括波纹管或类似的动态密封(例如，动态线性往复 密封)。静态密封(未示出)可被用在联结件119和槽103之间的以附图 标记603表示的接合处。
直径增加的空转辊
图7是创造性的辊布局145的侧向示意图，其可被用在图1A-2的刷 洗机箱101内以支撑和/或转动基片W。参照图7，辊布局145包括一个空 转辊147和两个驱动辊149。空转辊147的直径略微大于两个驱动辊149 的直径(例如，大0.005-0.010英寸)。在一些实施例中，驱动辊149的直 径为2.5英寸。在本发明的至少一个实施例中，辊149、 147之间的角度以 92表示，其可为约50°，而不是以ei表示的更常规的角度约40°。可以理 解，其它角度也可被使用。
在操作中，在包括有上面的具有相对较大直径的空转辊147以及相对 较小直径的第一、二驱动辊149的辊布局145的刷洗机箱内，在基片W的 旋转过程中，当基片W与空转辊147和驱动辊149一起转动时，空转辊 147以及第一、二驱动辊149中的每一个可同时实现与基片W的圆周边E 相接触，并且可靠地保持该接触。相反，在一个或多个已知的布局中，其 中空转辊和驱动辊的各自直径至少在标称上是相同的，辊的直径在标称直 径附近的制造公差内的变化可导致在基片的旋转过程中，驱动辊或空转辊 中的一个不能实现或保持与基片的边缘相接触。
在一个或多个实施例中，本发明的较大直径的空转辊147与旋转的基 片W的边缘E接触，在这种情形下，该空转辊与驱动辊149上相应的边 缘接触区域相比可展现出更大的压縮性。这种配置可以，例如，确保基片 边缘和较大直径的空转辊147之间的接触不会引起基片边缘离开驱动辊 149中的一个或两个。
在一些这种实施例中和/或在一个或多个其它的实施例中，空转辊147还可配备一个额外的旋转扭矩源(例如，除了由转动的基片W传递的驱动
辊149的扭矩之外)。例如，空转辊147可配备一个单独的驱动马达(例 如，图1A中的马达701)，以使得空转辊147和驱动辊149以不同的速度 旋转(例如，通过空转辊147接触基片边缘处的滑动接触而允许基片边缘 的选择性清洗)。在一些这种买施例中，空转辊147可选择性地联结和域 与该额外的旋转扭矩源脱开。
将要理解的是，在本发明的其它实施例中，空转辊147和驱动辊149 可具有类似的尺寸。而且，还可以使用驱动和空转辊的其它布局。例如， 空转辊147可设置在两个驱动辊149之间。
基片旋转传感器
在本发明的一个或多个进一步实施例中，空转辊147 (和/或驱动辊 149中的一个或多个)可适合于提供每分钟转数(RPM)的读数。例如， 图8是空转辊147—个实施例的侧向剖视图。如图8所示，空转辊147可 包括一个壳体151和一个或多个嵌入在该壳体151中的磁铁153。磁铁 153可适合于与一个邻近传感器157 (例如，霍尔效应传感器、感应传感 器，等等)相互作用。更具体地说，由于空转辊147旋转，当一个或多个 磁铁153经过邻近传感器157时， 一个或多个磁铁153可与邻近传感器 157相互作用，以便以与空转辊147的转速相同的速度产生电脉冲。在一 些这种实施例中，控制器155可适合于接收这些脉冲并将这些脉冲转换成 基片的RPM读数。
滚子轴承的水润滑
如图8中进一步的显示，在本发明的至少一个实施例中，空转辊147 可使用水润滑轴承801。例如，入口 803可形成在心轴壳体805的后部 上，其中空转辊147绕该心轴壳体805旋转。入口 803允许流体(例如， 水)按箭头807所示的方向流动并且润滑该轴承801。驱动辊149中的一 个或多个可被类似地构造。
在一些实施例中，空转辊147可包括一个或多个适合于用水和/或水基流体润滑的聚合物或陶瓷球形轴承。空转辊147和/或轴承座151还可包括
聚合物/塑料，以便降低产生颗粒物的可能并且提供与用于润滑的流体(例
如，典型地是水，虽然其它流体也可被使用)的相容性。轴承座151也可 将润滑流体流排出到刷洗机箱101的外部，以便清除由轴承801产生的任 何颗粒物和/或与它伴生的任何不合乎需要的化学物，防止这些颗粒物和/ 或化学物进入槽103中(图1A)。
带缝的辊
图9是根据本发明另一实施例提供的一个驱动辊149的侧向透视图。 如图9所示，驱动辊149包括多个形成在驱动辊149每一侧上的缝901或 其它开口。在所示的实施例中，32个缝901均匀地间隔排列在辊149的圆 周上，对于一个具有直径为约2.5英寸的空转辊来说，这些缝具有约0.03 英寸的宽度和约0.06英寸的深度。其它数量和/或间距/尺寸的缝也可被使 用。缝901优选地延伸到与基片W相接触的辊149的表面(或以下)。通 过这种方式，缝901允许流体从与基片W相接触的辊149的表面逸出，以 便增加基片W和辊149之间的夹持力。也可使用孔或其它表面构造，例如 在先前合并的序列号为No.09/580880、于2000年5月30日申请的(代理 人文档号No.3874)美国专利申请中描述的那样。空转辊147可以类似地 构造有缝和/或其它表面构造。
涂覆聚合物的马达轴 在本发明的另一个实施例中， 一个或多个刷的马达111 (图1A)、驱 动辊的马达(例如，图1A中的马达1001和1003)或者空转辊的马达701 (图1A)可包括聚合物涂层和/或聚合物盖。这种盖和/或涂层可保护马达 轴不受在基片的刷洗过程中所使用的任何化学品的侵蚀。例如，图IOA是 第一示例性实施例的被聚合物覆盖的马达轴的部分剖视图。参照图IOA， 示出的马达1005具有轴1007。由聚苯硫醚(PPS)或其它适当的材料形成 的一个聚合物盖1009设置在马达1005的安装架1011周围并且连接到该安 装架上。可以采用适当的密封(未示出)用于相对于马达1005和/或轴1007来密封聚合物盖1009。而且， 一个气体吹扫通道1013可形成在聚合 物盖1009内，以允许氮气或类似的吹扫气体围绕着轴1007流动，以便进 一步阻止流体沿轴1007流向马达1005。
图10B示出了用于图10A的马达1005的一种可替换的聚合物盖的设 置。在图10B中，第一聚合物盖或涂层1015附着到和/或形成在一个轴延 长件1017上。轴延长件1017接着连接到马达轴1007 (例如，通过未示出 的定位螺钉或其它合适的机构)。第二聚合物盖1019可进一步连接到第 一聚合物盖或涂层1015以及安装架1011，被用于提供在上面参照图10A 描述的气体吹扫通道1013。适当的密封(未示出)可被用于相对于马达 1005和/或第一聚合物盖或涂层1015密封第二聚合物盖1019。
轴延长件1017可包括与马达轴1007相同的材料(例如，不锈钢)， 或其它适当的材料。与将聚合物盖或涂层用在马达1005/马达轴1007上相 比，通过使用单独的轴延长件1017，可以使用更耐用的胶粘或结合工艺， 来将第一聚合物盖或涂层1015紧固到轴延长件1017上。同样地，与马达 1005不同，轴延长件1017可直接暴露于聚合物沉积工艺，然后附着到马 达轴1007。
刷间隙校准
如上文描述，相对于基片W的主表面的刷洗刷106a、 106b (图1B) 的零点，其对应于与刷106a、 106b仍然接触基片W的主表面相一致的最 大值rb，可通过在刷106a、 106b移动至接触基片W时监测驱动刷106a、 106b的马达的扭矩Ts得到。在一个替换实施例中，代替通过监测驱动刷 106a、 106b的马达111的扭矩而相对于基片定位刷洗刷零点，可以确定两 个刷洗刷106a、 106b之间的"零间隙"以便校准刷106a、 106b的位置。
参照图11，刷间隙的校准方法IIOO可包括下列步骤。根据本发明， 可在第一刷106a转动并且第二刷106b处于静止但能自由旋转时，刷 106a、 106b之间的间隙逐渐地闭合。如上面所示，刷106a、 106b通常可 由独立的伺服马达111驱动，其中每一伺服马达包括一个编码器。该方法 开始于步骤1102。在步骤1104中，第一刷106a可以被低速驱动。在一些实施例中，选择低的转速以使刷106a、 106b之间的可能冲击损坏任何一个 刷106a、 106b的几率最小化。在步骤1106中，第二刷106b未被驱动，连 接至该第二刷106b的相应马达111处于"自由旋转"状态，并且该相应 马达111的编码器被监测。在步骤1108中，刷106a、 106b之间的间隙闭 合一个增量。由于过程1100在步骤1108和1110之间循环，被驱动的第一 刷106a最终接触静止的第二刷106b并且由于接触摩擦使它旋转。当连接 到静止刷106b的马达111的编码器的反馈表明静止刷106b正被转动的时 刻，刷106a、 106b的位置被确认为零间隙位置并且过程IIOO移动到步骤 1112。在步骤1112中，使用零间隙位置作为开始点，刷受压的限定量可 通过按上述那样进一步使刷106a、 106b被一起驱动预定的量而实现。在步 骤1114中，创造性的校准过程完成了。
在一些实施例中，在安装了新的刷、刷的磨损使得需要重新校准零间 隙、和/或刷之间不存在基片的任何时间时，可使用由软件驱动的控制器 (例如图1B的控制器104)自动执行该校准过程。这种校准方法存在一些 优点。不需要额外的传感器、校准工具和测量手段。人们不需要接触刷洗 机箱的内部。刷直径的变化和其它装置的公差由本发明自动校正。
前述说明仅仅公开了本发明的示例性实施例。对上面公开的装置和方 法所作出的在本发明范围内的修改，对于本领域普通技术人员来说是显而 易见的。例如，图1A-3中的支撑107、 109的形状仅仅是示例性的。在一 个实施例中，支撑107、 109可以是U-形的(例如，主要从刷的一个端部 向下延伸到底座113，沿着底座113延伸，然后向上延伸到刷的另一个端 部)。因此，尽管本发明已经结合示例性的实施例作出了公开，但是应该 理解，其它实施例也可落在由权利要求所限定的本发明的精神和范围内。
权利要求
1. 一种方法，包括旋转成对刷中的第一刷；将所述成对刷中的第二刷的马达设置在自由旋转状态；监控所述第二刷的所述马达；以及在所述第一刷旋转时将所述第一刷朝向所述第二刷移动，直到所述第一刷接触所述第二刷。
2. 根据权利要求1的方法，其中，所述第一刷接触所述第二刷还包括通过接触摩擦力旋转所述第二刷。
3. 根据权利要求2的方法，还包括 发送表示所述第二刷旋转的信号。
4. 根据权利要求3的方法，还包括当所述第二刷开始旋转时，识别所述第一和第二刷的位置。
5. 根据权利要求4的方法，其中，所述位置是零间隙位置。
6. 根据权利要求5的方法，还包括从所述零间隙位置将所述第一和第二刷朝向彼此移动，以获得限定量 的刷压縮。
7. 根据权利要求1的方法，其中，移动所述第一刷还包括以增量移动所述第一刷。
8. 根据权利要求1的方法，其中，所述第二刷的所述马达的所述自由旋转状态还包括将所述第二刷保持在静止位置，同时允许所述第二刷旋转。
9. 一种设备，包括 第一驱动辊； 第二驱动辊；空转辊，其中，所述第一驱动辊、第二驱动辊以及空转辊适合于转动 刷洗机箱槽中的基片；其中，所述第一驱动辊、第二驱动辊以及空转辊中的至少一个包括轴向布置的工艺流体通道；以及至少一个开口，适合于允许流体逸出。
10. 根据权利要求9的设备，其中，允许所述流体从所述第一驱动 辊、第二驱动辊以及空转辊中的至少一个逸出。
11. 根据权利要求9的设备，其中，所述空转辊的直径大于所述第一 驱动辊和第二驱动辊的直径。
12. 根据权利要求9的设备，还包括 第一驱动辊支撑、第二驱动辊支撑和空转辊支撑。
13. 根据权利要求9的设备，还包括流体润滑轴承，安装在所述第一驱动辊支撑、第二驱动辊支撑和空转 辊支撑中的至少一个上，并且结合到所述第一驱动辊支撑、第二驱动辊支 撑和空转辊支撑中的所述至少一个上。
14. 根据权利要求13的设备，其中，所述流体润滑轴承包括结合到所 述第一驱动辊支撑、第二驱动辊支撑和空转辊支撑中的所述至少一个上的 所述工艺流体通道的流体润滑入口点。
全文摘要
本发明提供了一种刷洗机箱(101)及其使用方法，该刷洗机箱包括槽(103)，适合于接收基片(W)以便对其进行清洗；支撑(107、109)，位于槽的外部并且适合于连接到设置在该槽内部的刷洗机刷(106a，106b)的端部；马达(111)，安装到每一支撑并且适合于转动该刷洗机刷；底座，所述支撑通过球形轴承(127)枢转地安装到该底座，球形轴承适合于允许刷洗机刷前端内收；刷间隙致动器，适合于通过曲柄摇杆机构(117)使所述支撑基本上同时相向或者相背地枢转，以允许所述刷洗机刷基本上同时实现与基片的接触或断开接触；前端内收致动器，适合于使球形轴承中的两个相向或者相背地移动，以调节所述刷洗机刷之间的前端内收角。
文档编号H01L21/00GK101417281SQ200810170510
公开日2009年4月29日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月28日
发明者丹·A·马罗赫, 亚历山大·S·波尔雅克, 会·陈, 加里·厄廷格, 史蒂夫·G·查那耶姆, 尤尼斯·阿奇尔, 浩川·张, 约瑟夫·尤德夫斯基, 肯尼思·R·雷诺兹, 艾维·特普曼 申请人:应用材料公司