[发明专利]一种动态调整刷洗摩擦力的晶圆清洗装置

说明书

本发明公开了一种动态调整刷洗摩擦力的晶圆清洗装置，包括：晶圆旋转组件，用于支撑晶圆并驱动晶圆旋转；两个清洗刷，设置于晶圆的两侧并绕自身轴线滚动以对晶圆表面进行刷洗；清洗刷移动组件，用于驱动清洗刷进行移动；清洗刷旋转组件，设置有用于驱动清洗刷转动的驱动电机；控制器，用于在清洗刷从起始位移动至与晶圆接触进行刷洗的过程中，获取驱动电机的负载扭矩；并根据负载扭矩控制清洗刷移动组件调整清洗刷的移动夹持行程以使刷洗时的摩擦力保持稳定；其中，控制器用于根据清洗刷的耗材种类确定移动夹持行程的调整量，并且/或者，根据清洗刷的累计运行量确定移动夹持行程的调整量。

技术领域

本发明属于化学机械抛光后清洗技术领域，尤其涉及一种动态调整刷洗摩擦力的晶圆清洗装置。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization,CMP)是一种全局平整化的超精密表面加工工艺。由于化学机械抛光中大量使用的化学试剂和研磨剂会在抛光完成后在晶圆表面残留大量的研磨颗粒和研磨副产物等污染物，这些污染物会对后续工艺产生不良影响，并可能导致晶圆良率损失。因此，在晶圆制造过程中需要经过多次的表面清洗，以去除晶圆表面附着的金属离子、原子、有机物及微粒等污染物。

现有技术中在实际运行时，左右两个清洗刷按照设定间距夹持晶圆进行清洗，间距零点设置在清洗刷与晶圆刚好接触的位置，由于机械结构运行精度等原因，间距零点不是稳定值。因此造成，按设定间距夹持晶圆清洗，存在晶圆加紧程度不稳定，清洗刷与晶圆间的摩擦力不稳定情况，并且，由于清洗刷磨损、晶圆厚度变化等问题，也会造成清洗刷与晶圆间摩擦力存在变化，最终导致晶圆清洗效果不稳定。

发明内容

本发明实施例提供了一种动态调整刷洗摩擦力的晶圆清洗装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例提供了一种动态调整刷洗摩擦力的晶圆清洗装置，包括：晶圆旋转组件，用于支撑晶圆并驱动晶圆旋转；两个清洗刷，设置于晶圆的两侧并绕自身轴线滚动以对晶圆表面进行刷洗；清洗刷移动组件，用于驱动清洗刷进行移动；清洗刷旋转组件，设置有用于驱动清洗刷转动的驱动电机；控制器，用于在清洗刷从起始位移动至与晶圆接触进行刷洗的过程中，获取驱动电机的负载扭矩；并根据负载扭矩控制清洗刷移动组件调整清洗刷的移动夹持行程以使刷洗时的摩擦力保持稳定；其中，控制器用于根据清洗刷的耗材种类确定移动夹持行程的调整量，并且/或者，根据清洗刷的累计运行量确定移动夹持行程的调整量。

在一个实施例中，所述控制器包括：

第一计算模块，用于计算所述负载扭矩与扭矩设定值之间的差值ΔT；

第二计算模块，用于利用所述差值ΔT与清洗刷的应变σ、清洗刷的弹性模量E、刷洗的摩擦系数f和所述移动夹持行程S之间的函数关系，计算所述移动夹持行程S。

在一个实施例中，所述清洗刷的应变σ是以(S-S′)为变量的函数，其中，S为所述移动夹持行程，S′为清洗刷刚接触晶圆时的固定夹持行程。

在一个实施例中，所述清洗刷的弹性模量E是以清洗刷硬度K和液体流量V为变量的函数。

在一个实施例中，所述刷洗的摩擦系数f是以清洗刷使用时间T和液体流量V为变量的函数。

在一个实施例中，所述控制器根据以下算式计算所述移动夹持行程：

ΔT＝σ(S-S′)*E(K,V)*f(T,V)*(R+S′-S)

其中，ΔT为所述负载扭矩与扭矩设定值之间的差值，σ(S-S′)为所述清洗刷的应变，S为所述移动夹持行程，S′为清洗刷刚接触晶圆时的固定夹持行程，E(K,V)为所述清洗刷的弹性模量，K为清洗刷硬度，V为刷洗时供给至清洗刷表面的液体流量，f(T,V)为所述刷洗的摩擦系数，T为清洗刷使用时间，R为清洗刷的圆柱面半径。