CN201868386U - 晶圆清洗设备 - Google Patents
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Abstract
一种晶圆清洗设备，用于化学机械抛光过程，包括固定所述晶圆的支撑架、以及位于所述晶圆表面的清洗刷，还包括至少一个探测装置，所述探测装置包括信号发生器和信号分析仪，所述信号发生器固定在所述清洗刷的转轴上，所述信号分析仪与所述信号发生器信号相连。本实用新型所述晶圆清洗设备包括探测装置，所述探测能够实时监控晶圆清洗过程，监测设备故障并及时报告，从而降低晶圆受损的几率，提高了晶圆的成品率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种半导体工艺设备，尤其涉及一种晶圆清洗设备。
背景技术
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技术是机械削磨和化学腐蚀组合的技术，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。化学机械抛光技术已经成为半导体制造工艺的中枢技术。
一个完整的化学机械抛光工艺主要由抛光、后清洗和计量测量等操作组成。其中后清洗包括对晶片的清洗，也包括对化学机械研磨抛光设备各个部件的清洗。后清洗的主要目的在于把化学机械抛光过程残留的残留颗粒和玷污减小到可接受水平。目前在对金属或者介质进行化学机械抛光后，晶片上残留有大量残留物，包括抛光过程中抛光液(所述抛光液中含有较小的研磨颗粒，直径在0.1到1.0微米或者更大的范围)，以及晶圆表面的金属或其他颗粒残留物。当这些残留物暴露在空气中会结晶变大。残留物会污染下一批待抛光的晶片：残留物中长大的颗粒直接玷污或刮伤晶片，如果残留物得不到及时清理，随着抛光次数的增加，残留物会慢慢积累和传播，从而造成晶片的交叉污染。对器件成品率产生极大的副作用。因此需要有效清洁化学机械抛光后所述晶圆上的残留物。
现有技术中化学机械抛光后晶圆的清洗设备包括晶圆支撑架、清洗刷和去离子水喷头，当抛光过程结束后，将晶圆固定在所述晶圆支撑架上，清洗刷持续转动，刷洗所述晶圆的正面和背面，同时，去离子水喷头向晶圆表面喷去离子水，清除晶圆表面的杂质，从而达到彻底清洗的目的。
然后，在现有技术中，由于清洗设备长时间使用，会有以下问题出现：长时间使用在刷子上沾有污垢，例如包括有机残留物、表面颗粒，污垢会在晶圆表面形成刮痕；由于机器设备的运转不正常，出现清洗刷停止转动，因清洗刷、晶圆支撑架等出现不正常震动造成晶圆的划伤。现有的清洗设备在工作中无法实时监测到此类问题，进而不能及时停止工作，避免继续损耗，导致晶圆成品率下降。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在化学机械抛光过程后，能够实时监测的晶圆清洗过程的设备。
为解决上述问题，本实用新型提供一种晶圆清洗设备，用于化学机械抛光过程，包括固定所述晶圆的支撑架、以及位于所述支撑架上方的清洗刷，所述清洗刷具有转轴，还包括至少一个探测装置，所述探测装置包括信号发生器和信号分析仪，所述信号发生器固定在所述清洗刷的转轴上或所述支撑架上，所述信号分析仪接收所述信号发生器发出的信号。
进一步的，所述晶圆清洗设备还包括去离子水喷头，所述去离子水喷头固定在所述支撑架上。
可选的，所述探测装置为声波探测装置。
可选的，所述探测装置为红外探测装置。
进一步的，所述晶圆清洗设备还包括报警装置，所述报警装置接收所述探测接收装置发出的信号。
综上所述，本实用新型所述晶圆清洗设备包括探测装置，所述探测能够实时监控晶圆清洗过程，监测设备故障并及时报告，从而降低晶圆受损的几率，提高了晶圆的成品率。
附图说明
图1为本实用新型中所述晶圆清洗设备一实施例的结构正视图。
图2为本实用新型中所述晶圆清洗设备一实施例的结构侧视图。
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：提供一种能够实时监控进行晶圆清洗过程的设备，实时地监测晶圆是否清洗彻底，同时监控所述晶圆清洗设备的是否正常工作，并对设备故障及时做出应急措施，例如发生所述晶圆剧烈震动、撞击或所述晶圆被划伤的设备故障及时报告、并停止工作。
图1为本实用新型中所述晶圆清洗设备一实施例的结构正视图，图2为本实用新型中所述晶圆清洗设备一实施例的结构侧视图。参考图1和图2，并结合上述中心思想，本实用新型提供一种晶圆清洗设备，用于化学机械抛光过程，包括固定所述晶圆100的支撑架203，和位于所述支撑架203上方的清洗刷201，所述清洗刷201具有转轴201a，通过转轴201a的转动使清洗刷201在晶圆100表面滚动以清洗晶圆100；所述晶圆清洗设备还包括至少一个探测装置，所述探测装置包括信号发生器205和信号分析仪207，所述信号发生器205固定在所述清洗刷201的转轴201a上或固定在所述支撑架203上，所述信号分析仪207接收所述信号发生器205发出的信号。
当晶圆100完成化学机械抛光过程后，所述支撑架203固定所述晶圆100，所述清洗刷201置于晶圆100的表面；所述探测装置可以为一个，也可以为一个以上，采用一个以上或多个可以进一步提高探测的准确性；所述信号发生器205在所述清洗刷201的转轴201a上的位置靠近所述晶圆100，所述信号发生装置205发出的第一信号至晶圆100上，第一信号经过晶圆100反射形成第二信号并发送至信号分析仪207，所述信号分析仪207实时接收第二信号并进行分析；所述第一信号和第二信号为声波信号或光波信号。所述信号分析仪207位于所述信号发生器205的附近，但不被限制于固定位置，能够清晰地接收所述信号发生器205的信号位置即包含在本实用新型思想范围内。
可选的，所述信号发生器205位置的一实施例可以为，所述信号发生器205固定在所述清洗刷201的转轴201a上，所述信号发生器205位置的另一实施例可以为，所述信号发生器205固定在所述支撑架203靠近晶圆100的位置，此外其他的位置，满足所述信号发生器发生的信号能够经晶圆100反射，被所述信号分析仪207接收的位置均包含在本实用新型的思想范围内。
在本实施例中，所述清洗刷201呈长筒型，所述清洗刷201平行地位于所述晶圆100表面附近，所述清洗刷201的表面设有刷毛201b，所述刷毛201b能够刷到所述晶圆100表面，在清洗过程中，所述清洗刷201沿转轴201a自身转动，所述刷毛201b刷动晶圆100表面，在刷动过程中所述清洗刷201的转轴201a水平移动，全面清洗晶圆100的表面。其中较佳的，所述清洗刷201包括至少两个，其中一个清洗刷201位于所述晶圆100的正表面，其中另一个位于所述晶圆100的背表面，达到彻底清洗的目的。
进一步的，所述晶圆清洗设备还包括去离子水喷头211，所述去离子水喷头211对向所述晶圆100的表面。在所述清洗刷201刷洗所述晶圆100表面时，所述去离子水喷头211喷出所述去离子水将刷洗下来的污垢冲走。使清洁更彻底。
可选的，所述探测装置为声波探测装置。进一步的，所述信号发生器205为声波发生器，所述信号分析仪207为声波分析仪。所述声波发生器发出声波，声波分析仪接收反射的声波信号，将所述声波信号进行傅里叶转换为波形信号，并对波形信号进行分析比对，当发生下列情况时：1、所述清洗刷201发生工作异常，例如停止转动停止平行移动时，2、所述支撑架203发生不正常震动使晶圆100发生较大范围震动或撞击，3、所述晶圆100表面出现划痕时，所述声波分析仪会根据所述波形信号的改变输出工作异常的报警信号。
可选的，所述探测装置为红外探测装置。进一步的，所述信号发生器205为红外发生器，所述信号分析仪207为红外分析仪。所述红外发生器发出红外光波(0.76μm～1000μm)，红外分析仪接收反射的光波信号，将所述光波信号进行傅里叶转换为波形信号，并对波形信号进行分析比对，当发生下列情况时：1、所述清洗刷201发生工作异常，例如停止转动停止平行移动时，2、所述支撑架203发生不正常震动使晶圆100发生较大范围震动或撞击，3、所述晶圆100表面出现划痕时，所述红外分析仪会根据所述波形信号的改变输出工作异常的报警信号。
进一步的，还包括报警装置209，所述报警装置209接收所述信号分析仪207发出的信号。所述报警装置209接收到信号分析仪207发出报警信号后，立即停止所述晶圆清洗设备工作，并发出报警信号给操作人员，达到及时监控的目的。
本实施例中所述晶圆清洗设备的工作过程如下，将所述晶圆100固定在所述支撑架203上，启动所述清洗刷201对所述晶圆100进行刷洗，所述去离子水喷头211喷出去离子水刷洗晶圆100，同时所述信号发生器205周期性发出信号，所述信号可以为声波信号或红外光波信号，信号分析仪207接收反射的信号，将所述信号进行傅里叶转换为波形信号，并对波形信号进行分析比对。监控是否出现设备故障，所述设备故障例如：1、所述清洗刷201发生工作异常，例如转动速度不正常甚至停止转动、或停止平行移动；2、所述支撑架203发生不正常震动，使晶圆100发生较大范围震动或撞击；3、所述晶圆100表面出现划痕等。当上述非正常的工作情况发生时，所述信号分析仪207会根据所述波形信号的改变输出工作异常的报警信号，所述报警装置209接收所述报警信号后立即停止所述晶圆清洗设备工作，并发出报警信号给操作人员，及时处理故障，从而达到了实时监测晶圆清洗设备，及时解决设备故障，提高了晶圆的成品率的目的。
综上所述，本实用新型所述晶圆清洗设备包括探测装置，所述探测能够实时监控晶圆清洗过程，监测设备故障并及时报告，从而降低晶圆受损的几率，提高了晶圆的成品率。
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。
Claims (5)
1.一种晶圆清洗设备，用于化学机械抛光过程，包括固定所述晶圆的支撑架、以及位于所述支撑架上方的清洗刷，所述清洗刷具有转轴，其特征在于，还包括至少一个探测装置，所述探测装置包括信号发生器和信号分析仪，所述信号发生器固定在所述清洗刷的转轴上或所述支撑架上，所述信号分析仪接收所述信号发生器发出的信号。
2.如权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，还包括去离子水喷头，所述去离子水喷头固定在所述支撑架上。
3.如权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述探测装置为声波探测装置。
4.如权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，所述探测装置为红外探测装置。
5.如权利要求1所述的晶圆清洗设备，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置接收所述探测接收装置发出的信号。
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Owner name: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (BEIJING Free format text: FORMER OWNER: SEMICONDUCTOR MANUFACTURING INTERNATIONAL (SHANGHAI) CORPORATION Effective date: 20130307 |
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| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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