[发明专利]一种晶圆转速测量装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，具体而言，涉及一种晶圆转速测量装置、方法及系统。

背景技术

随着集成电路(Integrated circuit，IC)技术的不断发展，晶圆平坦化已成为与光刻、刻蚀同等重要的重大工艺技术，而化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是目前最有效的晶圆平坦化技术。其中，CMP主要由抛光和后清洗构成，CMP后清洗主要功能是对抛光工艺完成后的晶圆进行清洗，以去除抛光工艺中带来的玷污物(如磨料颗粒、抛光材料颗粒以及化学玷污物等)。

相关技术中的CMP后清洗装置主要包括兆声单元、刷洗单元以及干燥单元。其中，刷洗单元作为CMP后清洗中的关键一环，是通过两个滚刷、去离子水以及化学液喷淋对晶圆进行双面物理刷洗。在上述过程中，通常会利用电机驱动晶圆匀速旋转来保证晶圆表面清洗均匀和清洗效果的一致性，避免晶圆表面清洗不全面不均匀。

然而，由于在上述清洗过程中晶圆处于被刷洗喷淋的状态，直接测量晶圆的旋转状态很困难，进行CMP工艺设备成本、材料成本以及时间成本比较昂贵，因此急需一种检测刷洗过程中测量晶圆旋转状态的技术方案，这样可以提升CMP后清洗故障响应能力以及降低故障损失。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种晶圆转速测量装置、方法及系统，以实现晶圆转速的测量，有助于对刷洗单元工作的监控，降低刷洗单元突发故障造成的损失，进一步提升CMP后清洗的工作效率。

第一方面，本发明提供了一种晶圆转速测量装置，所述装置包括：主动轮组件、从动轮组件和测量组件；所述测量组件设置在所述从动轮组件上；

所述主动轮组件，用于通过自身的旋转驱动晶圆旋转，以使所述晶圆旋转带动所述从动轮组件旋转；

所述测量组件，用于对所述从动轮组件旋转输出的脉冲信号进行频率测量；其中，所述脉冲信号是对所述从动轮组件的输出轴的角位移进行转换得到的信号，频率测量结果对应于所述晶圆的转速。

结合第一方面，本发明提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述从动轮组件还包括：用于支撑所述输出轴的固定件；所述测量组件包括：码盘、光电传感器和频率计；所述码盘套接在所述输出轴上，且随着所述输出轴的旋转而旋转；所述光电传感器设置在所述固定件上，且与所述频率计电连接；

所述光电传感器，用于采集所述码盘在旋转的过程中输出的光信号，对所述光信号进行转换处理，将转换后的脉冲信号输出至频率计；

所述频率计，用于测量所述脉冲信号的频率；其中，所述频率由所述晶圆的转速确定。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述码盘上设置有多个开口，所述多个开口周向均匀设置；

所述光电传感器，具体用于采集所述开口经过该光电传感器产生的光信号，并对所述光信号进行光电转换处理。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：处理器；所述处理器与所述频率计电连接；

所述处理器，用于根据所述频率计测量得到的频率、所述开口的个数、所述从动轮组件的输出轴的直径、以及所述晶圆的直径计算对应于所述晶圆的转速。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，还包括模数转换器；所述模数转换器与所述频率计电连接；

所述模数转换器，用于将所述频率计测量得到的频率进行模数转换，得到频率值；其中，所述频率值为单位时间内所述脉冲信号的个数。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，

所述码盘由塑料材质制作而成。

第二方面，本发明还提供了一种晶圆转速测量方法，所述方法包括：

通过主动轮组件的旋转驱动晶圆旋转，以使所述晶圆旋转带动从动轮组件旋转；

设置于所述从动轮组件上的测量组件对所述从动轮组件旋转输出的脉冲信号进行频率测量；其中，所述脉冲信号是对所述从动轮组件的输出轴的角位移进行转换得到的信号，频率测量结果对应于所述晶圆的转速。

结合第二方面，本发明提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，还包括：

建立预设时间内所述主动轮组件产生的第一弧长与所述晶圆产生的第二弧长之间的第一对应关系；其中，所述第一弧长由所述主动轮组件的转速和直径确定，所述第二弧长由所述晶圆的转速和直径确定；