专利名称：一种晶圆清洗装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种晶圆清洗装置，尤其涉及一种能够监测晶圆转动情况的晶圆 清洗装置。
背景技术：
在半导体制造工艺中，清洗是其中最重要和最频繁的步骤之一。一般说来，在半导 体的整个制造工艺中，高达20%的步骤为清洗步骤，清洗的目的是为了避免微量离子和金 属杂质对半导体器件的污染，以至于影响半导体器件的性能和合格率。在目前半导体器件的制造工艺中，常采用化学机械研磨来进行金属或介质膜的整 体平整。化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术是机械研磨和化学反 应组合的技术，化学机械抛光技术借助超微粒的研磨作用以及浆料的化学腐蚀作用，在被 研磨的介质表面上形成光洁平坦的平面。化学机械抛光技术是集成电路(IC)向细微化、多 层化、薄型化、平坦化工艺发展的产物，已经成为半导体制造行业的主流技术，也是晶片向 200mm、300mm乃至更大的直径过度、提高生产效率、降低制造成本以及衬底全局化平坦化必 备的工艺技术。在化学机械研磨工艺中会使用到研磨浆料，例如二氧化铈、氧化铝、或者气体或胶 态二氧化硅之类的颗粒，以及适用于化学机械研磨处理的表面活性剂、侵蚀剂和其他添加 剂。在化学机械研磨处理后，由抛光浆料的颗粒、添加至浆料中的化学品、以及抛光浆料的 反应产生物所构成的污染物会留在晶圆的表面上。这些污染物必须在进入到下一个工艺之 前都清洗干净，以避免降低器件的可靠性，以及对器件引入缺陷。在现有清洗设备中，晶圆放入清洗槽中，在晶圆转动机构的带动下自身旋转，并利 用清洗刷进行刷洗。如果晶圆转动机构发生故障无法转动晶圆或晶圆转速不正常时，清洗 工作将无法顺利进行下去，甚至损伤晶圆。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是，提供一种能够实时监测清洗过程中晶圆是否转 动的清洗装置。为解决上述问题，本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括清洗槽；转动机构， 所述转动机构一端固定于清洗槽，另一端与晶圆的侧边接触；进液装置，配置于所述清洗槽 内，设置于所述晶圆上方；清洗刷，所述清洗刷的刷头在清洗过程中与所述晶圆接触；还包 括，晶圆转动监测装置，配置于所述清洗槽内，位于所述晶圆的侧面。进一步的，所述晶圆转动监测装置包括信号发射端与信号接收端，所述信号发射 端与所述信号接收端位置正对。进一步的，所述信号发射端和所述信号接收端之间的连线垂直于所述晶圆，且所 述连线到晶圆圆心的垂直距离小于晶圆的半径，大于所述晶圆的缺角标记内顶点到所述晶 圆圆心的距离。[0010]所述信号接收端接收所述信号发射端发出光线信号。进一步的，所述光线信号为激光。进一步的，所述光线信号为LED光。可选的，所述信号接收端接收所述信号发射端发出声纳信号。进一步的，所述转动机构包括至少三个固定头，所述固定头与晶圆的侧边接触，固 定所述晶圆，且能够带动所述晶圆旋转。进一步的，所述清洗刷至少包括两个，在清洗过程中分别与所述晶圆的正面和背 面相接触。本实用新型所述晶圆清洗装置增加转动监测装置，通过在晶圆清洗装置中设置晶 圆监测装置，监测晶圆转动过程中对转动监测装置信号的周期性改变，当晶圆停止转动或 者转速超出设定范围时发出报警，从而实时监测清洗过程中晶圆是否转动及转速情况的转 动监测装置。
图1为本实用新型一实施例中所述晶圆清洗装置的结构示意图。图2为本实用新型一实施例中所述晶圆清洗装置的一状态图。图3为本实用新型一实施例中晶圆转动监测装置监测信号示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本实用新型的内 容作进一步说明。当然本实用新型并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知 的一般替换也涵盖在本实用新型的保护范围内。其次，本实用新型利用示意图进行了详细的表述，在详述本实用新型实例时，为了 便于说明，示意图不依照一般比例局部放大，不应以此作为对本实用新型的限定。本实用新型的核心思想是通过在晶圆清洗装置中设置晶圆监测装置，实时监测 清洗过程中晶圆是否转动及转动速度情况的转动监测装置，当晶圆停止转动或者转速超出 设定范围时发出报警。图1为本实用新型一实施例中所述晶圆清洗装置的结构示意图，请参考图1，本实 用新型提供一种晶圆清洗装置，包括清洗槽101 ；转动机构103，所述转动机构103 —端固 定于清洗槽101，另一端与晶圆100的侧边接触；进液装置107，配置于所述清洗槽101内， 设置于所述晶圆100上方；清洗刷105，所述清洗刷105的刷头在清洗过程中与所述晶圆 100接触；还包括，晶圆100转动监测装置，配置于所述清洗槽101内，位于所述晶圆101的 侧面。所述晶圆100转动监测装置实时监测晶圆100是否在转动机构103的带动下进行 转动，当晶圆100停止转动或者转速超出设定范围时及时发出报警，停止清洗工作进行检 修。在本实施例中，所述晶圆100转动监测装置包括信号发射端110与信号接收端 112，所述信号发射端110与所述信号接收端112位置正对。所述信号发射端110和所述信 号接收端112之间的连线垂直于所述晶圆100，且所述连线到晶圆100圆心的垂直距离小于晶圆100的半径，大于所述晶圆100的缺角标记内顶点到所述晶圆100圆心的距离。在本 实施例中，所述信号发射端110和所述信号接收端112位于所述晶圆100上方，且所述连线 的位置低于所述晶圆100的最高点，高度差小于所述晶圆100的缺角标记的长度。此外，其 他位置能够满足在晶圆转动过程中晶圆的缺角标记周期性遮挡信号发射端110发出的信 号的都在本实用新型的思想范围内。在本实施例中所述晶圆转动监测装置还包括信号控制 端114，所述信号控制端与所述信号接收端112相连，显示并判断所述信号接收端112的信 号，当所述信号接收端112接收的信号发生异常时，及时控制晶圆清洗装置停止工作，进行 检修。图2为本实用新型一实施例中所述晶圆清洗装置的一状态图，请结合图2和图1， 当晶圆100转动到某一位置时，所述信号发射端110、晶圆的缺角标记IOOa与信号接收端 112位于同一条直线上，信号发射端110发出的光线信号通过晶圆100的缺角标记传递到信 号接收端112，晶圆继续转动，晶圆100将信号发射端110和信号接收端112之间阻隔，信号 接收端112无法接收到信号发射端110发出的光线信号。则在晶圆100旋转清洗过程中， 信号接收端112能够周期性接收到信号发射端110发出的光线信号，一旦一周期后无法没 有接收到光线信号，则判断晶圆100停止转动或转动出现异常，及时停止清洗工作并进行 检修。进一步的，所述光线信号可以为激光或LED光，其中激光更佳，因为激光具有更好 的直线传播和低散射性。本实用新型中另一实施例，所述信号接收端112接收所述信号发射端110发出声 纳信号。在转动过程中，由于每周期晶圆缺角对声纳信号发生干涉，则信号接收端112接收 的声纳信号发生周期性变化，如果声纳信号停止周期性变化或周期发生改变则判断晶圆转 动异常，停止清洗工作并进行检修。进一步的，所述转动机构103包括至少三个固定头，所述固定头与晶圆100的侧边 接触，固定所述晶圆100。固定头抓紧晶圆100并带动晶圆100自身旋转，晶圆的高度保持 不变，以晶圆自身中心垂线为轴线旋转。进一步的，所述清洗刷105至少包括两个，清洗刷105的刷头在清洗过程中分别与 所述晶圆100的正面和背面相接触，并且可以左右水平移动，调整清洗刷105的刷头与所述 晶圆100之间的距离，保证最佳的清洗状态。在晶圆100转动的过程中，所述清洗刷以自身 轴转转动，从而清洗刷与晶圆100转动摩擦，从而刷洗晶圆100表面的化学残留物。本实用新型所述晶圆清洗装置一实施例的使用过程为将晶圆100置入清洗槽 101中，转动机构103固定夹持晶圆100，转动晶圆100，清洗刷105，同时移向晶圆100且刷 洗晶圆表面100，进液装置107向清洗槽101内流入清洗液，冲洗晶圆100的污垢，同时开 启晶圆转动监测装置，晶圆100在正常转动的过程中，周期性阻隔信号发射端110发出的光 线信号，从而在信号接收端112可以接收到周期性信号，图3为本实用新型一实施例中晶圆 转动监测装置监测信号示意图，如图3所示，在时间T之前晶圆100正常转动，在时间T后， 光线信号不变化，则此时晶圆转动100不正常转动，此外若变化周期发生改变，亦判断晶圆 100转动不正常，则及时停止清洗工作进行检修，从而达到了实时监测的目的。综上所述，本实用新型所述晶圆清洗装置增加转动监测装置，通过在晶圆清洗装 置中设置晶圆监测装置，监测晶圆转动过程中对转动监测装置信号的周期性改变，当晶圆停止转动时发出报警，从而实时监测清洗过程中晶圆是否转动或转速是否正常的转动监测
直ο 虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何 所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的更 动与润饰，因此本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求1.一种晶圆清洗装置，包括清洗槽；转动机构，所述转动机构一端固定于清洗槽，另一端与晶圆的侧边接触；进液装置，配置于所述清洗槽内，设置于所述晶圆上方；清洗刷，所述清洗刷的刷头在清洗过程中与所述晶圆接触；其特征在于，还包括，晶圆转动监测装置，配置于所述清洗槽内，位于所述晶圆的侧面。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述晶圆转动监测装置包括信号 发射端与信号接收端，所述信号发射端与所述信号接收端位置正对。
3.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述信号发射端和所述信号接收 端之间的连线垂直于所述晶圆，且所述连线到晶圆圆心的垂直距离小于晶圆的半径，大于 所述晶圆的缺角标记内顶点到所述晶圆圆心的距离。
4.如权利要求2或3所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述信号接收端接收所述信号 发射端发出光线信号。
5.如权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述光线信号为激光。
6.如权利要求4所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述光线信号为LED光。
7.如权利要求2所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述信号接收端接收所述信号发 射端发出声纳信号。
8.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述转动机构包括至少三个固定 头，所述固定头与晶圆的侧边接触，固定所述晶圆，且能够带动所述晶圆旋转。
9.如权利要求1所述的晶圆清洗装置，其特征在于，所述清洗刷至少包括两个，在清洗 过程中分别与所述晶圆的正面和背面相接触。
专利摘要本实用新型提供一种晶圆清洗装置，包括清洗槽；转动机构，所述转动机构一端固定于清洗槽，另一端与晶圆的侧边接触；进液装置，配置于所述清洗槽内，设置于所述晶圆上方；清洗刷，所述清洗刷的刷头在清洗过程与所述晶圆接触；还包括，晶圆转动监测装置，配置于所述清洗槽内，位于所述晶圆的侧面。本实用新型所述晶圆清洗装置增加转动监测装置，通过在晶圆清洗装置中设置晶圆监测装置，监测晶圆转动过程中对转动监测装置信号的周期性改变，当晶圆停止转动或转速超出设定范围时发出报警，从而实时监测清洗过程中晶圆是否转动及转速情况的转动监测装置。
文档编号H01L21/02GK201898119SQ20102064416
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者李佩, 许金海, 马智勇 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司