CN103529484B - 一种笔形海绵掉落探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种笔形海绵掉落探测装置，化学机械研磨设备中设有第二阶段清洁器，该第二阶段清洁器包含用于放置晶圆的平台，以及设置在平台一侧的机械臂，机械臂的端部设有固定器，笔形海绵设置在该固定器中；本探测装置包含：固定支架，其固定在机械臂的端部；传感器，其固定在固定支架的端部；传感器靠近笔形海绵设置，该笔形海绵与传感器之间的距离在传感器的探测范围内；传感器的输出端电路连接外接的主控制器。本发明设置光电接近传感器于笔形海绵侧边，可立即检测到笔形海绵的掉落情况，避免在生产过程中发生笔形海绵脱落而导致晶圆损坏报废的事故，有效的保护了第二阶段清洁器和晶圆，提高第二阶段清洁器的使用寿命和晶圆的良率。

Description

一种笔形海绵掉落探测装置

技术领域

本发明涉及一种半导体行业中的清洁装置的探测装置，具体涉及一种笔形海绵掉落探测装置。

背景技术

EBARA F*REX200工具是由EBARA公司出品一种的化学机械研磨设备，用于对金属钨平坦化处理，晶圆处理设备。

如图1所示，该处理设备包含有其设备主体，沿该主体顶部一侧边设置的4个装载端口，设置在装载端口旁的机械手，以及设置在机械手一侧的转移缓冲台，设置在转移缓冲台旁的机械手，设置在机械手旁的旋转运输器 ，设置在旋转运输器上的晶圆翻转器，设置在旋转运输器旁的研磨头，设置在研磨头一侧的钨研磨台和氧化物的研磨台，设置在钨研磨台和氧化物的研磨台一侧的第一阶段清洁器，以及设置在第一阶段清洁器旁的第二阶段清洁器。第一阶段清洁器上设有海绵刷，第二阶段清洁器上设有笔形海绵，海绵清洗之后，晶圆高速旋转甩干。

该晶圆处理设备的工作流程是：晶圆从装载端口进入本设备，通过机械手传送至转移缓冲台，再通机械手将晶圆传输至晶圆翻转器，晶圆反转180度，经由旋转运输器，然后由研磨头将晶圆传输至钨研磨台和氧化物的研磨台，对晶圆进行研磨平坦化处理完成后，转移至第一阶段清洁器，通过海绵刷对晶圆表面进行清洁，最后在转移至第二阶段清洁器，采用笔形海绵以旋转的方式对晶圆进行清洁。

如图2所示，第二阶段清洁器包含一个用于放置晶圆的平台3’，以及设置在平台一侧的机械臂4’，在机械臂4’的端部设有一用于固定笔形海绵1’的固定器2’，笔形海绵1’通过该固定器2’固定在机械臂4’的端部。

如图3所示，第二阶段清洁器对晶圆5’进行清洁工作时，该平台3’周边设有固定爪，将晶圆5’稳固的固定在平台3’上，该平台带动晶圆5’旋转。同时，笔形海绵1’也由其固定器2’带动旋转，并通过机械臂带动下降，按压在晶圆5’表面上，通过笔形海绵1’与晶圆表面的摩擦，实现对晶圆表面的清洁。

笔形海绵是由EBARA公司发明的，目前，现有技术中笔形海绵仅通过PVC材料制成的套筒紧固在固定器下。该设计的缺点在于，该种固定方式不够牢固，会造成在使用过程中笔形海绵从固定器下脱落的情况发生，在过去的一些年中，进行发生了数次笔形海绵掉落的问题发生，其造成了以下影响：

1、在对晶圆进行清洁过程中，如果笔形海绵脱落，没有海绵在晶圆表面清洗，晶圆表面的残留的污染物无法全部去除，对于一些特定的产品良率有较大影响，造成晶圆报废；

2、由于晶圆处理设备上没有设置报警装置，所以每天值班必须按时检查笔形海绵是否有脱落，其造成了必须每天花费更多的人工和时间来对各个设备上的笔形海绵进行检查。

发明内容

本发明提供了一种笔形海绵掉落探测装置，采用光学探测，可及时探测笔形海绵的掉落情况。

为实现上述目的，本发明提供了一种笔形海绵掉落探测装置，化学机械研磨设备中设有第二阶段清洁器，该第二阶段清洁器包含用于放置晶圆的平台，以及设置在平台一侧的机械臂，机械臂的端部设有固定器，笔形海绵设置在该固定器中；

其特点是，本探测装置包含：

固定支架，其固定在机械臂的端部；

传感器，其固定在固定支架的端部；

上述的传感器靠近笔形海绵设置，该笔形海绵与传感器之间的距离在传感器的探测范围内；

上述的传感器的输出端电路连接外接的主控制器。

上述的传感器采用光电接近传感器。

上述的传感器包含分别与外接的主控制器电路连接的发光二级管和光电三极管，和分别靠近发光二级管发光处和光电三极管光接收端设置的透镜；

发光二级管发光，光经过传感器探测范围内的被测物反射，通过透镜入射光电三极管，当无被测物反射，光电三极管检测不到入射光时，即发送信号至外接的主控制器。

笔形海绵掉落探测装置设置于第二阶段清洁器的笔形海绵的侧边，使笔形海绵处于笔形海绵掉落探测装置的探测范围中；

在正常工作状态下， 其传感器的发光二级管保持常亮状态，发光二级管发射的光透过透镜，发射至处于探测范围内的笔形海绵上，光通过笔形海绵的反射，又回到装置设置，正好可透过透镜入射光电三极管，光电三极管接收到入射光后，光电三极管导通，发送信号至外接的主控制器，外接的主控制器则接收到笔形海绵正常工作的信息；

当笔形海绵掉落，则导致发光二级管发射的光无法通过笔形海绵反射，光电三极管接收不到入射光，光电三极管截止，外接的主控制器即接收到笔形海绵掉落探测装置传达的笔形海绵掉落的信息，外接的主控制器可对操作人员进行告警并停止第二阶段清洁器的工作。

本发明一种笔形海绵掉落探测装置和现有技术中笔形海绵的维护技术相比，其优点在于，本发明将简易的光电接近传感器设置于笔形海绵的旁边，当笔形海绵的发生掉落时，能立即检测到笔形海绵的掉落情况，便于及时对笔形海绵进行修理和维护，避免在生产过程中发生笔形海绵脱落而导致晶圆损坏报废的事故，有效的保护了第二阶段清洁器和晶圆，提高第二阶段清洁器的使用寿命和晶圆的良率。

附图说明

图1为现有技术中一种化学机械研磨设备的结构示意图；

图2为现有技术中化学机械研磨设备的第二阶段清洁器的结构示意图；

图3为现有技术中化学机械研磨设备的第二阶段清洁器的工作原理图；

图4为本发明一种笔形海绵掉落探测装置的结构示意图；

图5为本发明一种笔形海绵掉落探测装置的传感器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

如图4所示，本发明公开了一种笔形海绵掉落探测装置，笔形海绵掉落探测装置包含固定支架7和传感器6。该探测装置设置在第二阶段清洁器的机械臂4上，在机械臂4的端部设有固定器2，笔形海绵1设置在该固定器2中。

固定支架7竖直设置，该支架本体的两端分别为顶端和末端，顶端设置于末端的上方，顶端用于连接机械臂4的端部，末端用于连接传感器6。在顶端和末端处都设有水平弯折，便于固定支架7分别与机械臂4、传感器6的连接。

固定支架7通过其顶端固定在第二阶段清洁器的机械臂4的端部侧边。

固定支架7的末端则靠近第二阶段清洁器的笔形海绵1的侧壁设置。

传感器6则固定在固定支架7的末端的端部，且传感器6靠近笔形海绵1设置，该笔形海绵1与传感器6之间的距离在传感器6的探测范围内。

传感器6采用光电接近传感器，该传感器6的输出端电路连接外接的主控制器。

如图5所示，本实施例中，传感器6采用OMNON公司的型号的TL-N5ME1的光电接近传感器。其包含分别与外接的主控制器电路连接的发光二级管和光电三极管，和分别靠近发光二级管发光处和光电三极管光接收端设置的透镜。通常发光二级管常亮，发光二级管发光，该光通过透镜射到传感器6探测范围内的被测物8表面上，经过该被测物8反射，光通过透镜再入射光电三极管，光电三极管接收到入射光，光电三极管导通，则发送信号至外接的主控制器，说明传感器6探测范围内有被测物8。当传感器6探测范围内无被测物8时，则光无法反射至光电三极管，光电三极管检测不到入射光时，光电三极管截止，即发送无被测物8的信息至外接的主控制器，说明传感器6探测范围内无被测物8。

本发明一种笔形海绵掉落探测装置的工作原理如下：

笔形海绵掉落探测装置设置于第二阶段清洁器的笔形海绵的侧边，使笔形海绵处于笔形海绵掉落探测装置的探测范围中。在正常工作状态下， 其传感器6的发光二级管保持常亮状态，发光二级管发射的光透过透镜，发射至处于探测范围内的笔形海绵上，光通过笔形海绵的反射，又回到装置设置，正好可透过透镜入射光电三极管，光电三极管接收到入射光后，光电三极管导通，发送信号至外接的主控制器，外接的主控制器则接收到笔形海绵正常工作的信息。

当笔形海绵掉落，则导致发光二级管发射的光无法通过笔形海绵反射，光电三极管接收不到入射光，光电三极管截止，外接的主控制器即接收到笔形海绵掉落探测装置传达的笔形海绵掉落的信息，外接的主控制器可对操作人员进行告警并停止第二阶段清洁器的工作。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (3)

1.一种笔形海绵掉落探测装置，化学机械研磨设备中设有第二阶段清洁器，该第二阶段清洁器包含用于放置晶圆的平台（3’），以及设置在平台（3’）一侧的机械臂（4），机械臂（4）的端部设有固定器（2），笔形海绵（1）设置在该固定器（2）中；

其特征在于，本探测装置包含：

固定支架（7），其固定在所述机械臂（4）的端部；

传感器（6），其固定在所述固定支架（7）的端部；

所述的传感器（6）靠近所述的笔形海绵（1）设置，该笔形海绵（1）与传感器（6）之间的距离在传感器（6）的探测范围内；

所述的传感器（6）的输出端电路连接外接的主控制器。

2.如权利要求1所述的一种笔形海绵掉落探测装置，其特征在于，所述的传感器（6）采用光电接近传感器。

3.如权利要求2所述的一种笔形海绵掉落探测装置，其特征在于，所述的传感器（6）包含分别与外接的主控制器电路连接的发光二级管和光电三极管，和分别靠近发光二级管发光处和光电三极管光接收端设置的透镜；

发光二级管发光，光经过传感器（6）探测范围内的被测物反射，通过透镜入射光电三极管；当无被测物反射，光电三极管检测不到入射光时，即发送信号至外接的主控制器。