[发明专利]晶圆清洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆清洗装置。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，晶圆表面集成的器件数越来越多。为了提高集成电路的速度和降低功耗，必须采用多层布线。化学机械研磨（Chemical Mechanical Polishing,CMP）是实现特性不同的各种材料全面平坦化的最佳方法。但CMP工艺可能在晶圆表面带来许多污染，包括研磨液微粒、被研磨材料微粒和来自研磨液的化学污染。污染物可以分为三类：微粒、有机物和金属离子。这些污染物必须在CMP后清除，否则会破坏下一道工艺步骤或使器件失效。

目前常用的CMP后清洗的方法有浸泡、喷淋、擦洗、超声波、兆声波等。其中，擦洗是一种应用广泛、低廉、高效的接触式清洗方式。现有的CMP晶圆清洗装置包括一对清洗刷和三个滚轮。清洗时，晶圆竖直布置，该对清洗刷夹紧晶圆并旋转以对晶圆进行清洗。三个滚轮布置在晶圆的底部并支撑晶圆，相邻两滚轮之间通过皮带连接，当带动一侧的滚轮旋转时，其他两个滚轮也跟着一起旋转。三个滚轮的转动带动晶圆旋转，以提高晶圆的清洗效果。

参考图1和图2所示，图1为现有的晶圆清洗装置的结构示意图。图2为现有的晶圆清洗装置清洗晶圆时的结构示意图。

参阅图1，揭示了现有的晶圆清洗装置的结构。如图1所示，该晶圆清洗装置包括清洗腔110、并列布置在清洗腔110内的两个清洗刷120以及位于清洗腔110内的三个滚轮130。三个滚轮130分别安装在三根滚轴140的第一端，三根滚轴140的第一端位于清洗腔110内，三根滚轴140的第二端伸出清洗腔110外，相邻的两根滚轴140的第二端分别通过皮带150连接。驱动组件170与驱动轮160连接，驱动轮160通过皮带150与最接近驱动轮160的滚轴140连接。驱动组件170带动驱动轮160转动，驱动轮160通过皮带150带动最接近驱动轮160的滚轴140转动，并且通过皮带150由该滚轴140进一步带动另两根滚轴140转动。

参阅图2，揭示了现有的晶圆清洗装置在清洗晶圆时的示意图。如图2所示，使用该晶圆清洗装置清洗晶圆W时，晶圆W垂直放置在清洗腔110内，两个清洗刷120夹紧晶圆W并旋转，三个滚轮130支撑晶圆W，驱动组件170带动驱动轮160旋转，从而通过皮带150分别带动三根滚轴140旋转，三个滚轮130随着三根滚轴140转动，三个滚轮130转动带动晶圆W旋转，以提高晶圆W的清洗效果。

然而，这种晶圆清洗装置无法检测滚轮是否在旋转，一旦滚轮停止转动，将会导致晶圆的清洗效果降低，如果CMP后晶圆表面清洗不干净，会造成器件的合格率降低，甚至使器件失效。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆清洗装置，该装置能够检测滚轮是否在旋转，以提高晶圆的清洗效果，提升器件的合格率。

本发明提出一种晶圆清洗装置，包括清洗腔、清洗刷、滚轴和滚轮，清洗刷安装在清洗腔内，滚轴的第一端位于清洗腔内，滚轮安装在滚轴的第一端上，该滚轴的第二端延伸到清洗腔外并连接到驱动轮，驱动轮驱动滚轴转动。该晶圆清洗装置还包括检测装置，检测装置检测滚轴是否旋转，检测装置收发信号，检测装置根据信号的收发情况判断滚轴是否旋转。

在一个实施例中，滚轴伸出清洗腔外的部分上具有径向的贯穿孔，检测装置包括发射传感器、接收传感器和控制器，发射传感器和接收传感器相对布置在滚轴的两侧并与贯穿孔对齐，发射传感器发射信号，接收传感器与控制器相连接，接收传感器通过接收穿过贯穿孔的信号并将接收信息发送至控制器，滚轴每旋转一圈，接收传感器能够接收到2次信号，设定单位时间内滚轴旋转N圈，如果接收传感器在单位时间内能够接收到2N次信号，则表明滚轴一直在转动，如果单位时间内接收传感器一直能够接收到信号或者一直无法接收到信号，则认为滚轴停止转动，控制器输出报警信号。

在一个实施例中，发射传感器和接收传感器为光电式传感器，发射传感器发射光信号，接收传感器接收穿过贯穿孔的光信号，将光信号转换为电信号并发送至控制器。

在一个实施例中，检测装置包括传感器、检测体和控制器，检测体设置在滚轴伸出清洗腔外的部分上，传感器布置在滚轴的一侧并与检测体对齐，当检测体与传感器对准时，传感器能够检测到检测体，传感器与控制器相连接，滚轴每旋转一圈，传感器能够检测到一次检测体，设定单位时间内滚轴旋转N圈，如果传感器在单位时间内能够检测到N次检测体，则表明滚轴一直在转动，如果传感器在单位时间内一直能够检测到检测体或者一直无法检测到检测体，则认为滚轴停止转动，控制器输出报警信号。