CN102386062A - 晶片清洗控制装置和晶片清洗控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种晶片清洗控制装置，包括：晶片探测单元，探测清洗槽内是否放置待清洗晶片，若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则发出开启信号，若清洗槽内无待清洗晶片，则发出复位信号；计时单元，接收开启信号和复位信号，当接收到开启信号，计时单元开始计时，当接收到复位信号，计时单元停止计时，同时将计时单元清零；计时单元设定预定时间，若计时单元计时到预定时间，所述计时单元发出工作信号；控制单元，接收计时单元发出的工作信号，根据工作信号控制所述清洗槽内的清洗溶液的排放。本发明还提供一种晶片清洗控制方法。通过本发明晶片清洗控制装置和晶片清洗控制方法，避免晶片被清洗溶液浸泡时间过长，导致晶片被清洗溶液腐蚀损伤。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶片清洗控制装置和晶片清洗控制方法。
背景技术
化学机械抛光(chemical mechanical polishing，简称CMP)技术是机械削磨和化学腐蚀的组合技术，其借助超微粒子(例如二氧化硅粒子，氧化铝粒子)的研磨作用以及化学溶液的腐蚀作用在研磨的晶片表面上形成光洁平坦平面。在CMP工艺之后，超微粒子会附着在被抛光晶片上，成为污染物粒子，必须从晶片表面完全去除以保持电子器件的可靠性和生产线的清洁度。
通常情况下，CMP后的晶圆是在酸性(例如以氢氟酸为主要清洗剂)或者碱性(例如氨水为主要清洗剂)的清洗溶液中进行一定时间的浸泡清洗，然后去离子水清洗。但所述清洗溶液的浸泡时间不宜过长，若时间过长，将造成对晶片的腐蚀损伤。申请号为98812108.5的中国专利申请文件描述了一种在CMP后从晶片表面上清除污染物粒子的工艺。
具体的CMP后清洗工艺还包括溶液清洗槽清洗后的毛刷清洗、甩干及烘烤。即在短时间的浸泡清洗之后，通过机械臂将浸泡于清洗溶液中的晶片取出，继续后续的毛刷清洗等流程。
若后续的毛刷清洗等流程发生故障的情况下，则机械臂将停止操作，直到后续流程的故障被排除后，才能将浸泡在清洗溶液中的晶片取出。而排除故障的时间有时过长，将导致浸泡的晶片被清洗溶液腐蚀损伤。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种晶片清洗控制装置和晶片清洗控制方法，避免浸泡时间过长，导致待清洗的晶片被清洗溶液腐蚀损伤。
为解决上述问题，本发明提供一种晶片清洗控制装置，包括：
晶片探测单元，用于探测清洗槽内是否放置有待清洗晶片，若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则发出开启信号，若清洗槽内无待清洗晶片，则发出复位信号；
计时单元，用于接收晶片探测单元发出的开启信号和复位信号，当接收到开启信号，则计时单元开始计时，当接收到复位信号，则计时单元停止计时，同时将计时单元清零；计时单元设定有预定时间，若计时单元计时到预定时间，所述计时单元发出工作信号；
控制单元，用于接收计时单元发出的工作信号，并根据工作信号控制所述清洗槽内的清洗溶液的排放。
可选的，所述预定时间范围为2分钟～15分钟。
可选的，所述预定时间根据待清洗晶片的类型确定：若待清洗晶片为铜制程晶片，所述预定时间范围为2分钟～5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，所述预定时间范围为6分钟～10分钟。
可选的，所述待清洗晶片经过清洗槽清洗后，还包括毛刷清洗、甩干及烘烤的清洗流程。
可选的，所述控制单元还包括清洗状态探测单元，所述清洗状态探测单元用于探测清洗流程中是否发生有故障，若所述清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤之一或多个流程发生有故障，则清洗状态探测单元发出状态信号至控制单元，所述控制单元根据状态信号控制所述清洗槽内的清洗溶液进行排放。
可选的，所述清洗槽包括低液位检测单元，所述低液位检测单元设置有最低液位限，对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则控制单元控制清洗槽内进行补充清洗溶液。
可选的，所述控制单元控制所述清洗槽内的清洗溶液进行排放过程中，所述控制单元控制控制低液位检测单元停止低液位检测。
本发明还提供一种晶片清洗控制方法，包括：提供具有清洗溶液的清洗槽，并探测所述清洗槽是否放置有待清洗晶片；若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则自放置时间开始，对待清洗晶片的浸泡时间进行计时；提供预定时间，若待清洗晶片的浸泡时间超过预定时间后，排放清洗槽内的清洗溶液。
可选的，所述预定时间范围为2分钟～15分钟。
可选的，所述预定时间根据待清洗晶片的类型确定：若待清洗晶片为铜制程晶片，所述预定时间范围为2分钟～5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，所述预定时间范围为6分钟～10分钟。
可选的，所述待清洗晶片经过清洗槽清洗后，还包括有毛刷清洗、甩干及烘烤的清洗流程。
可选的，若所述清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤之一或多个流程发生故障，则排放清洗槽内的清洗溶液。
可选的，在晶片清洗过程中还包括对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则对清洗槽内进行补充清洗溶液。
可选的，所述清洗槽内的清洗溶液进行排放过程中，则停止对所述清洗槽内清洗溶液进行测量。
与现有技术相比，上述方案具有以下优点：
本发明的清洗装置和方法通过对晶片放置在清洗槽内的状态进行探测，在预定时间后，排放所述清洗溶液，避免晶片因浸泡时间过长，清洗溶液对晶片造成腐蚀损伤。
进一步地，本发明的清洗装置和方法还可以根据探测整个清洗流程，包括清洗槽清洗、毛刷清洗，甩干及烘烤等流程，若上述流程之一或多个发生有故障，则排放清洗槽内的清洗溶液，避免晶片因浸泡时间过长，清洗溶液对晶片造成腐蚀损伤。
附图说明
图1是本发明第一实施例的晶片清洗控制装置。
图2是本发明第二实施例的晶片清洗控制装置。
图3是本发明一个实施例的晶片清洗控制方法。
具体实施方式
CMP后清洗工艺包括清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤。其中，所述清洗槽包括排液阀、低液位检测单元和补液阀，对清洗槽内的清洗溶液进行控制，具体地：低液位检测单元设置有最低液位限，并对所述清洗槽内的清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则补液阀开始对清洗槽内补充清洗溶液；所述排液阀则一直排放清洗槽内的清洗溶液；通过排液阀、低液位检测单元和补液阀之间的循环工作，使所述清洗槽内的清洗溶液保持动态平衡。
在一定时间的清洗槽浸泡后，通过机械臂将浸泡于清洗溶液中的晶片取出，继续后续的毛刷清洗等流程。但若后续的毛刷清洗等流程发生故障，则机械臂将暂时停止操作，直到后续流程的故障被排除后，机械臂才能将浸泡在清洗溶液中的晶片取出。而排除故障的时间有时过长，将导致浸泡的晶片被清洗溶液腐蚀损伤的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种晶片清洗控制装置，包括：晶片探测单元，用于探测清洗槽内是否放置有待清洗晶片，若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则发出开启信号，若清洗槽内无待清洗晶片，则发出复位信号；计时单元，用于接收晶片探测单元发出的开启信号和复位信号，当接收到开启信号，则计时单元开始计时，当接收到复位信号，则计时单元停止计时，同时将计时单元清零；计时单元设定有预定时间，若计时单元计时到预定时间，所述计时单元发出工作信号；控制单元，用于接收计时单元发出的工作信号，并根据工作信号控制所述清洗槽内的清洗溶液的排放。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
如图1所示，为本发明第一实施例的晶片清洗控制装置，包括：
晶片探测单元100，用于探测清洗槽内是否放置有待清洗晶片，若有，则发出开启信号，并传输至与其信号连接的计时单元200，若没有，则发出复位信号，并传输至与其信号连接的计时单元200，所述晶片探测单元100可以为光学传感器，对清洗槽内的状态进行光学探测，若放置有待清洗晶片，则感应并产生开启信号。
计时单元200，当接收到开启信号，开始计时，所述计时单元200设定有预定时间，若计时单元200计时到预定时间，则所述计时单元200发出工作信号，并传输至与其信号连接的控制单元300；若接收到复位信号，则计时单元200停止计时，同时计时单元200清零，所述计时单元200为延时继电器。
控制单元300，接收计时单元200发出的工作信号，开始对清洗槽的清洗溶液进行控制。具体地包括：通过控制单元300打开排液阀410、关闭低液位检测单元420及补液阀430，将清洗槽内的清洗溶液排空。
一般地，所述排液阀410以一定的速率排放清洗槽内的清洗溶液；所述低液位检测单元420与清洗槽连接，设置有最低液位限，对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则通过补液阀430以一定速率对清洗槽内补充清洗溶液。
在控制单元300的控制下，所述排液阀410开始排放清洗溶液，可以在原有的排液速率范围的基础上加快其排液速率，使其迅速排放干净；同时，关闭低液位检测单元420与补液阀430，即停止对清洗槽内的清洗溶液液位的检测和对清洗槽的清洗溶液的补充。进行上述操作之后，所述清洗槽内的清洗溶液可以排光，保护位于清洗槽内的晶片不会因过长时间的浸泡而被腐蚀损伤。
其中，所述计时单元200的预定时间根据待清洗晶片类型设定，且小于待清洗晶片的安全浸泡时间。若所述待清洗晶片的浸泡时间超出安全浸泡时间，清洗溶液会对待清洗晶片造成腐蚀损伤。正常的清洗程序下，若待清洗晶片为铜制程晶片，则安全浸泡时间小于5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，则安全浸泡时间小于10分钟。对应地所述预定时间设定如下：若待清洗晶片为铜制程晶片，则所述预定时间范围可以为2分钟～5分钟，优选地为3分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，则所述预定时间范围可以为6分钟～10分钟，优选地为7分钟。
其中，所述浸泡过久超出预定时间是因为待清洗晶片清洗流程如清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤等流程的之一或多个发生有故障，不能及时将浸泡于清洗槽内的待清洗晶片去除。
作为其他实施例，控制单元300还可以根据待清洗晶片的清洗状态，对排液阀410、低液位检测单元420与补液阀430进行控制。参考图2，为本发明第二实施例的晶片清洗控制装置，在第一实施例的基础上，增加了清洗状态探测单元500，所述清洗状态探测单元500用于探测整个清洗流程中的状态，包括清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤等流程状态，若清洗状态探测单元500探测到清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤等流程之一或多个发生有故障，则发送状态信号至控制单元300。
控制单元300接收所述状态信号，并根据所述状态信号对清洗槽的清洗溶液进行控制，具体地包括：通过控制单元300打开排液阀410、关闭低液位检测单元420及补液阀430，将清洗槽内的清洗溶液排空。其中，所述排液阀410和补液阀430用于控制清洗槽内的清洗溶液的排放和补充，所述低液位检测单元420与清洗槽连接，设置有最低液位限，对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则通过控制单元300对清洗槽内补充清洗溶液。
在第二实施例中，所述控制单元300除接收清洗状态探测单元500发出的状态信号，还可以接收来自于计时单元200的工作信号，其具体工作原理可以参见第一实施例，此处不详细叙述。
第二实施例中，控制单元300具有两个输入端：计时单元200和清洗状态探测单元500。对于两个输入端的信号，所述控制单元300采用先到先收信号的原理：若先接收到工作信号后，则停止接收状态信号；若先接收到状态信号，则停止接收工作信号。
本发明还提供一种晶片清洗控制方法，如图3所示包括：步骤S1，提供具有清洗溶液的清洗槽，并探测所述清洗槽是否放置有待清洗晶片；步骤S2，若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则自放置时间开始，对待清洗晶片的浸泡时间进行计时；步骤S3，提供预定时间，若待清洗晶片的浸泡时间超过预定时间后，排放清洗槽内的清洗溶液。
下面结合本发明提供的晶片清洗控制装置，对本发明提供的晶片清洗控制方法进行详细说明。
首先，提供清洗槽，所述清洗槽内具有清洗溶液，可以放置待清洗后的晶片，所述晶片为经过化学机械研磨后的晶片。所述清洗槽内的清洗溶液可为双氧水和氨水的混合溶液。
参考图1和图2，通过晶片探测单元100对所述清洗槽的状态进行探测，所述晶片探测单元100可为传感器。若清洗槽内放置有待清洗晶片，所述晶片探测单元100发出开启信号至计时单元200，计时单元200开始计时。所述晶片探测单元100可以为光学传感器，对清洗槽内的状态进行光学探测，若放置有待清洗晶片，则感应并产生开启信号；所述计时单元200为延时继电器。
接着，所述晶片探测单元100发送开启信号后，所述晶片探测单元100仍继续探测所述清洗槽状态，若清洗槽内仍浸泡有晶片，则不发送任何信号至计时单元200，所述计时单元200保持计时；若清洗槽内的晶片被全部取出，则由晶片探测单元100发出复位信号至计时单元200，计时单元200停止计时。
所述计时单元200设置有预定时间，若所述计时单元200的计时达到预定时间，则由所述计时单元200发出工作信号至控制单元300。
其中，所述计时单元200的预定时间根据待清洗晶片类型设定，且小于待清洗晶片的安全浸泡时间。若所述待清洗晶片的浸泡时间超出安全浸泡时间，清洗溶液会对待清洗晶片造成腐蚀损伤。正常的清洗程序下，若待清洗晶片为铜制程晶片，则安全浸泡时间小于5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，则安全浸泡时间小于10分钟。对应地所述预定时间设定如下：若待清洗晶片为铜制程晶片，则所述预定时间范围可以为2分钟～5分钟，优选地为3分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，则所述预定时间范围可以为6分钟～10分钟，优选地为7分钟。
其中，所述浸泡过久超出预定时间是因为待清洗晶片清洗流程如清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤等流程的之一或多个发生故障，不能及时将浸泡于清洗槽内的待清洗晶片去除。
最后，控制单元300接收到计时单元200传输的工作信号后，对清洗槽内的清洗溶液进行控制。具体地包括：通过控制单元300打开排液阀410、关闭低液位检测单元420及补液阀430，将清洗槽内的清洗溶液排空。
一般地，所述排液阀410以一定的速率排放清洗槽内的清洗溶液；所述低液位检测单元420与清洗槽连接，设置有最低液位限，对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则通过补液阀430以一定速率对清洗槽内补充清洗溶液。
在控制单元300的控制下，所述排液阀410开始排放清洗溶液，可以在原有的排液速率范围的基础上加快其排液速率，使其迅速排放干净；同时，关闭低液位检测单元420与补液阀430，即停止对清洗槽内的清洗溶液液位的检测和对清洗槽的清洗溶液的补充。进行上述操作之后，所述清洗槽内的清洗溶液可以排光，保护位于清洗槽内的晶片不会因过长时间的浸泡而被腐蚀损伤。
作为另一个实施例，参考图2，控制单元300还接收来自于清洗状态探测单元500传输的状态信号。其中，所述清洗状态探测单元500用以探测整个清洗流程中的状态，包括清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤等流程状态，若清洗状态探测单元500探测到清洗槽清洗、毛刷清洗，甩干及烘烤等流程之一或多个发生有故障，则发送状态信号至控制单元300。
控制单元300接收到清洗状态探测单元500传输的状态信号后，对清洗槽内的清洗溶液进行控制。具体地包括：通过控制单元300打开排液阀410、关闭低液位检测单元420及补液阀430，将清洗槽内的清洗溶液排空。
本实施例中控制单元300具有两个输入端：计时单元200和清洗状态探测单元500。对于两个输入端的信号，所述控制单元300采用先到先收工作信号的原理：若先接收到工作信号后，则停止接收状态信号；若先接收到状态信号，则停止接收工作信号。
本发明的清洗装置和方法通过对晶片放置在清洗槽内的状态进行探测，在预定时间后，排放所述清洗溶液，避免晶片因浸泡时间过长，清洗溶液对晶片造成腐蚀损伤。
进一步地，本发明的清洗装置和方法还可以根据探测整个清洗流程，包括清洗槽清洗、毛刷清洗，甩干及烘烤等流程，若上述流程之一或多个发生有故障，则排放清洗槽内的清洗溶液，避免晶片因浸泡时间过长，清洗溶液对晶片造成腐蚀损伤。
本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (14)
1.一种晶片清洗控制装置，其特征在于，包括：
晶片探测单元，用于探测清洗槽内是否放置有待清洗晶片，若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则发出开启信号，若清洗槽内无待清洗晶片，则发出复位信号；
计时单元，用于接收晶片探测单元发出的开启信号和复位信号，当接收到开启信号，则计时单元开始计时，当接收到复位信号，则计时单元停止计时，同时将计时单元清零；计时单元设定有预定时间，若计时单元计时到预定时间，所述计时单元发出工作信号；
控制单元，用于接收计时单元发出的工作信号，并根据工作信号控制所述清洗槽内的清洗溶液的排放。
2.根据权利要求1所述晶片清洗控制装置，其特征在于，其特征在于，所述预定时间范围为2分钟～15分钟。
3.根据权利要求2所述晶片清洗控制装置，其特征在于，所述预定时间根据待清洗晶片的类型确定：若待清洗晶片为铜制程晶片，所述预定时间范围为2分钟～5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，所述预定时间范围为6分钟～10分钟。
4.根据权利要求1所述晶片清洗控制装置，其特征在于，所述待清洗晶片经过清洗槽清洗后，还包括毛刷清洗、甩干及烘烤的清洗流程。
5.根据权利要求4所述晶片清洗控制装置，其特征在于，所述控制单元还包括清洗状态探测单元，所述清洗状态探测单元用于探测清洗流程中是否发生有故障，若所述清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤之一或多个流程发生有故障，则清洗状态探测单元发出状态信号至控制单元，所述控制单元根据状态信号控制所述清洗槽内的清洗溶液进行排放。
6.根据权利要求5所述晶片清洗控制装置，其特征在于，所述清洗槽包括低液位检测单元，所述低液位检测单元设置有最低液位限，对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则控制单元控制清洗槽内进行补充清洗溶液。
7.根据权利要求6所述晶片清洗控制装置，其特征在于，所述控制单元控制所述清洗槽内的清洗溶液进行排放过程中，所述控制单元控制控制低液位检测单元停止低液位检测。
8.一种晶片清洗控制方法，其特征在于，包括：提供具有清洗溶液的清洗槽，并探测所述清洗槽是否放置有待清洗晶片；若有待清洗晶片放置于清洗槽内，则自放置时间开始，对待清洗晶片的浸泡时间进行计时；提供预定时间，若待清洗晶片的浸泡时间超过预定时间后，排放清洗槽内的清洗溶液。
9.根据权利要求8所述晶片清洗控制方法，其特征在于，所述预定时间范围为2分钟～15分钟。
10.根据权利要求9所述晶片清洗控制方法，其特征在于，所述预定时间根据待清洗晶片的类型确定：若待清洗晶片为铜制程晶片，所述预定时间范围为2分钟～5分钟；若待清洗晶片为铝制程晶片或钨制程晶片，所述预定时间范围为6分钟～10分钟。
11.根据权利要求10所述晶片清洗控制方法，其特征在于，所述待清洗晶片经过清洗槽清洗后，还包括有毛刷清洗、甩干及烘烤的清洗流程。
12.根据权利要求11所述晶片清洗控制方法，其特征在于，若所述清洗槽清洗、毛刷清洗、甩干及烘烤之一或多个流程发生故障，则排放清洗槽内的清洗溶液。
13.根据权利要求12所述晶片清洗控制方法，其特征在于，在晶片清洗过程中还包括对所述清洗槽内清洗溶液进行测量，若清洗溶液的液位低于最低液位限，则对清洗槽内进行补充清洗溶液。
14.根据权利要求13所述晶片清洗控制方法，其特征在于，所述清洗槽内的清洗溶液进行排放过程中，则停止对所述清洗槽内清洗溶液进行测量。
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