[发明专利]晶片清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体化学机械研磨领域，特别涉及一种晶片清洗装置。

背景技术

目前，晶片(wafer)在化学机械研磨工艺中会发生化学反应，或者wafer表面存在研磨颗粒，造成wafer表面受到污染，只有有效地去除这些表面污染物才能够充分利用化学机械研磨来实现wafer表面的整体平坦化。为去除上述化学机械研磨过程中带来的污染物，现有采用化学机械研磨中的晶片清洗装置，在每道研磨工序之后，对wafer进行清洗。

现有晶片清洗装置的剖面结构示意图和俯视结构示意图，分别如图1a和图1b所示。该装置包括：水槽100、第一刷子101和第二刷子101’、与第一刷子101配合使用的第一套筒(sleeve)102和第一中心轴103、与第二刷子101’配合使用的第二套筒102’和第二中心轴103’。对wafer进行清洗时，通过清洗液提供管路和喷嘴(图中未显示)在刷子以及wafer上提供清洗液，旋转的晶片W置于两个刷子中间，两个刷子平行放置于水槽中，相对wafer旋转，其清洗部完全接触wafer的表面，即其中一个刷子与wafer的正面(晶面)完全接触，另一个刷子与wafer的背面(晶背)完全接触。套筒套于中心轴的表面，中心轴与套筒之间通过定位销(drive pin)固定，刷子套于套筒的表面，也就是说中心轴在马达的驱动下旋转，中心轴、套筒和刷子，三者之间相对静止，从而达到了刷子清洗wafer的目的。但是，如果刷子长时间处于运转状态，中心轴与套筒之间的定位销很容易脱位失效，此时，中心轴的旋转无法带动刷子旋转，但由于无法侦测刷子的旋转情况，所以仍然认为刷子在清洗wafer，导致最终清洗得到的wafer，杂质颗粒密度(Particle Density，PD)很高，报废的可能性比较大。

另一方面，在清洗装置的水槽外部设有马达，通过传动系统带动刷子旋转，所述传动系统包括皮带、传动轴和变速齿轮等。当马达依旧在工作，传动部件失效时，刷子无法转动，或者转动速度异常，但由于无法侦测刷子的旋转情况，所以仍然认为刷子在正常工作状态下清洗wafer，导致最终清洗得到的wafer，PD很高，报废的可能性也比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题是：清洗wafer时，及时发现刷子转速异常。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案具体是这样实现的：

本发明公开了一种晶片清洗装置，用于清洗化学机械研磨后的晶片，包括置于水槽中的刷子、与刷子配合使用的套筒和中心轴，所述套筒套于中心轴的表面，所述刷子套于套筒的表面，所述刷子包括第一刷子和第二刷子，第一套筒和第一中心轴与第一刷子配合使用，第二套筒和第二中心轴与第二刷子配合使用，其特征在于，该装置还包括永磁体、霍尔传感器、位置传感器、可编程逻辑控制器PLC和控制器；

永磁体，内嵌安装于两个刷子中任一刷子所配合使用的套筒上，用于产生磁通量信号；

霍尔传感器，安装于水槽外部，与永磁体相对配置，用于在刷子旋转时，接收所述永磁体产生的磁通量信号，将所述磁通量信号转变为电信号；

位置传感器，安装于水槽外部，且位于刷子闭合时，具有永磁体的刷子的中心轴的轴线上，用于侦测该刷子处于开启还是闭合状态，在该刷子处于闭合状态时，将代表该刷子闭合的逻辑信号发送给PLC；

PLC，用于读取霍尔传感器发送的电信号，得到所述电信号的频率，当该电信号的频率小于设置的频率阈值时，如果读取到位置传感器发送的代表该刷子闭合的逻辑信号，将该逻辑信号发送给控制器；

控制器，用于在读取到PLC发送的逻辑信号时告警。

所述永磁体密封于套筒的一端边缘上。

当PLC得到的电信号频率小于设置的频率阈值时，如果读取到位置传感器发送的代表刷子开启的逻辑信号，不触发所述控制器。

所述电信号为电压脉冲信号或者电流脉冲信号。

由上述的技术方案可见，本发明在套筒上内嵌安装永磁体，并在水槽外部与该永磁体相对的位置上固定安装一霍尔传感器。永磁体产生磁场，套筒旋转时，其上的永磁体每经过霍尔传感器一次，霍尔传感器便输出一个脉冲信号，可编程逻辑控制器(PLC)读取霍尔传感器输出的脉冲信号，在该脉冲信号的频率小于PLC预先存储的频率阈值时，读取位置传感器发送的代表刷子闭合的逻辑信号，并将该逻辑信号发送给控制器，控制器在读取该逻辑信号时告警，从而立刻对装置进行检查维修，避免wafer PD过高，最终被报废的情况发生。

附图说明

图1a和图1b分别为现有晶片清洗装置的剖面结构示意图和俯视结构示意图。

图2为本发明实施例晶片清洗装置的结构示意图。