專利名稱：化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法
技術領域：
本發明涉及集成電路制造領域，特別是涉及一種化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法。
背景技術：
隨著超大規模集成電路的飛速發展，集成電路制造工藝變得越來越復雜和精細， 為了提高集成度，降低制造成本，半導體器件的尺寸日益減小，平面布線已難以滿足半導體器件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術，進一步提高半導體器件的集成密度。由于多層互連或填充深度比較大的沉積過程導致了晶片表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬的控制能力減弱，降低了整個晶片上線寬的一致性。為此，需要對不規則的晶片表面進行平坦化處理。目前，化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP) 是達成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半導體制作工藝進入亞微米領域后，化學機械研磨已成為一項不可或缺的制作工藝技術。請參考圖1，其為現有的化學機械研磨裝置的示意圖。如圖1所示，現有的化學機械研磨機臺100包括研磨平臺(Polish platen) 110、驅動裝置120、研磨墊(Polish pad) 130以及研磨頭(head) 140。其中，驅動裝置120包括驅動馬達(Drive motor) 121、 驅動滑輪(Drive pulley) 122以及驅動皮帶(Drivebelt) 123，所述驅動滑輪122與所述驅動馬達121的驅動軸固定連接，所述驅動皮帶123纏繞在所述驅動滑輪122上以及研磨平臺110的轉軸上，所述驅動馬達121用于產生驅動力，所述驅動馬達121旋轉可帶動所述驅動滑輪122旋轉，所述驅動皮帶123可將所述驅動力轉移到所述研磨平臺110上，從而驅動所述研磨平臺110旋轉；所述研磨墊130貼附于所述研磨平臺100的表面，當所述研磨平臺110旋轉時，所述研磨墊130也隨之旋轉；所述研磨頭140用于夾持、移動以及旋轉晶片 170。在進行化學機械研磨工藝時，利用研磨頭140將晶片170壓緊到研磨平臺110上， 并使晶片170的待研磨面向下并接觸相對旋轉的研磨墊130 ；同時，將研磨液輸送到研磨墊 130上，通過離心力使研磨液均勻地分布在研磨墊130上，從而通過晶片170表面與研磨墊 130之間的相對運動將晶片170表面平坦化。眾所周知，在化學機械研磨工藝中，研磨平臺110的轉速是至關重要的參數，其會影響晶片的研磨速率從而影響研磨效果。因此，在現有的化學機械研磨機臺100中通常還設置有轉速監控裝置150以及控制器160，所述轉速監控裝置150與驅動馬達121連接，用以監測所述驅動馬達121的轉速。當所述驅動馬達121的轉速不符合要求時，所述轉速監控裝置150可輸出信號至所述控制器160，所述控制器160接收轉速監控裝置150輸出的信號并根據所述信號輸出報警信號，以啟動化學機械研磨機臺100的報警裝置報警。然而，在實際生產中發現，由于所述轉速監控裝置150僅能監測驅動馬達121的轉速，而無法監測研磨平臺Iio的實際轉速，因此，當所述驅動馬達121的轉速符合要求，但由于所述驅動滑輪122或驅動皮帶123出現異常而導致研磨平臺110的轉速不符合要求時，所述轉速監控裝置150無法監測，這將導致正在進行化學機械研磨工藝的晶片報廢，給工藝生產帶來巨大損失。
發明內容
本發明提供一種化學機械研磨裝置，以解決現有的化學機械研磨裝置無法監測研磨平臺的實際轉速的問題。為解決上述技術問題，本發明提供一種化學機械研磨裝置，包括研磨平臺；驅動裝置，與所述研磨平臺連接，用于驅動所述研磨平臺旋轉；傳感器，與所述研磨平臺連接，用于測量所述研磨平臺的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；控制器，與所述傳感器連接，用于接收所述傳感器輸出的轉速信號并根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。可選的，在所述化學機械研磨裝置中，所述研磨平臺包括平臺主體以及與所述平臺主體連接的轉軸，所述傳感器與所述轉軸連接。可選的，在所述化學機械研磨裝置中，所述傳感器通過一接線頭與所述控制器連接。 可選的，在所述化學機械研磨裝置中，所述傳感器為轉速傳感器。可選的，在所述化學機械研磨裝置中，所述驅動裝置包括驅動馬達、驅動滑輪以及驅動皮帶，所述驅動滑輪與所述驅動馬達固定連接，所述驅動皮帶纏繞在所述驅動滑輪上以及研磨平臺上。相應的，本發明還提供一種化學機械研磨方法，包括利用驅動裝置驅動研磨平臺旋轉；利用傳感器測量所述研磨平臺的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；利用控制器接收所述傳感器輸出的轉速信號；所述控制器根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警
裝置報警。可選的，在所述化學機械研磨方法中，所述研磨平臺包括平臺主體以及與所述平臺主體連接的轉軸，所述傳感器與所述轉軸連接。可選的，在所述化學機械研磨方法中，所述傳感器通過一接線頭與所述控制器連接。可選的，在所述化學機械研磨方法中，所述傳感器為轉速傳感器。可選的，在所述化學機械研磨方法中，所述驅動裝置包括驅動馬達、驅動滑輪以及驅動皮帶，所述驅動滑輪與所述驅動馬達固定連接，所述驅動皮帶纏繞在所述驅動滑輪上以及研磨平臺上。與現有技術相比，本發明具有以下優點本發明提供的化學機械研磨裝置包括一傳感器，所述傳感器可測量所述研磨平臺的實際轉速并將所述轉速轉換為轉速信號傳輸至控制器，一旦所述研磨平臺的轉速出現異常，所述控制器可接收所述傳感器輸出的轉速信號并根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警，操作人員即可知曉所述化學機械研磨機臺出現故障并及時處理晶片， 從而避免晶片報廢。
圖1為現有的化學機械研磨裝置的示意圖；圖2為本發明實施例提供的化學機械研磨裝置的示意圖；圖3為本發明實施例提供的化學機械研磨方法的流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。本發明的核心思想在于，提供一種化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法，所述化學機械研磨裝置包括一傳感器，所述傳感器與研磨平臺連接，所述傳感器可測量所述研磨平臺的實際轉速并將所述轉速轉換為轉速信號傳輸至控制器，一旦所述研磨平臺的轉速出現異常，所述控制器接收所述傳感器輸出的轉速信號并可根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。請參考圖2，其為本發明實施例提供的化學機械研磨裝置的示意圖，如圖2所示， 化學機械研磨裝置200包括研磨平臺210、驅動裝置220、傳感器250以及控制器沈0。所述驅動裝置220與研磨平臺210連接，用于驅動所述研磨平臺210旋轉；所述傳感器250與研磨平臺210連接，用于測量所述研磨平臺210的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；所述控制器260與傳感器250連接，用于接收傳感器250輸出的轉速信號并根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置(未圖示)報警。所述傳感器250可直接測量研磨平臺210 的實際轉速，一旦所述研磨平臺210的轉速出現異常，所述控制器260可輸出報警信號，操作人員即可知曉所述化學機械研磨機臺出現故障，進而及時處理正在進行化學機械研磨工藝的晶片270，避免晶片報廢。其中，所述驅動裝置220包括驅動馬達(Drive motor) 221、驅動滑輪 (Drivepulley) 222以及驅動皮帶(Drive belt) 223，所述驅動滑輪222與驅動馬達221的驅動軸固定連接，所述驅動皮帶223纏繞在所述驅動滑輪222上以及研磨平臺210的轉軸上， 所述驅動馬達221用于產生驅動力，所述驅動馬達221旋轉可帶動所述驅動滑輪222旋轉， 進而帶動所述驅動皮帶223旋轉，所述驅動皮帶223將所述驅動力轉移到研磨平臺210上， 從而驅動研磨平臺210旋轉。所述化學機械研磨裝置200還包括研磨墊(Polish pad) 230 以及研磨頭(head) M0，所述研磨墊230貼附于研磨平臺200的表面，當所述研磨平臺210 旋轉時，所述研磨墊230也隨之旋轉；所述研磨頭240用于夾持、移動以及旋轉晶片270。在本發明的一個具體實施例中，所述研磨平臺210包括平臺主體211以及與所述平臺主體211連接的轉軸212，所述研磨墊230貼附于研磨平臺200的平臺主體211的表面，所述傳感器250與所述轉軸212連接。由于所述研磨平臺210與所述控制器260的距離較遠，優選的，所述傳感器250通過接線頭(bullhead)(未圖示)與所述控制器260連接。當然，所述傳感器250也可直接與所述控制器260連接。在本發明的一個具體實施例中，所述傳感器250為轉速傳感器，所述傳感器250測量所述研磨平臺210的轉軸212的轉速，并將所述轉軸212的轉速轉換為轉速信號輸出至控制器沈0。本發明還提供一種化學機械研磨方法。請參考圖3，其為本發明實施例提供的化學機械研磨方法的流程圖，結合該圖3，該化學機械研磨方法包括以下步驟步驟S300，利用驅動裝置驅動研磨平臺旋轉；步驟S310，利用傳感器測量所述研磨平臺的轉速并將轉速轉換為轉速信號；步驟S320，利用控制器接收所述傳感器輸出的轉速信號；步驟S330，所述控制器根據轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。請繼續參考圖3，并結合圖2，在進行化學機械研磨工藝時，首先，將吸附著晶片 270的研磨頭240移動到研磨平臺210上方，同時將晶片270壓緊到研磨平臺210上，所述晶片270的待研磨面向下并接觸研磨墊230，此時，利用驅動裝置220驅動研磨平臺210旋轉，同時所述研磨頭240也進行相對運動；接著，將研磨液輸送到研磨墊230上，并通過離心力使所述研磨液均勻地分布在研磨墊230上，從而通過晶片270表面與研磨墊230之間的相對運動將晶片270表面平坦化。在本發明實施例提供的化學機械研磨方法中，進行化學機械研磨工藝的同時，所述傳感器250可同步測量所述研磨平臺210的實際轉速，一旦所述研磨平臺210的轉速出現異常，所述控制器260即可輸出報警信號，操作人員可及時處理正在進行化學機械研磨工藝的晶片，避免晶片報廢。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種化學機械研磨裝置，包括研磨平臺；驅動裝置，與所述研磨平臺連接，用于驅動所述研磨平臺旋轉；傳感器，與所述研磨平臺連接，用于測量所述研磨平臺的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；控制器，與所述傳感器連接，用于接收所述傳感器輸出的轉速信號并根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。
2.如權利要求1所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述研磨平臺包括平臺主體以及與所述平臺主體連接的轉軸，所述傳感器與所述轉軸連接。
3.如權利要求1所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述傳感器通過一接線頭與所述控制器連接。
4.如權利要求1至3中任意一項所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述傳感器為轉速傳感器。
5.如權利要求4所述的化學機械研磨裝置，其特征在于，所述驅動裝置包括驅動馬達、驅動滑輪以及驅動皮帶，所述驅動滑輪與所述驅動馬達固定連接，所述驅動皮帶纏繞在所述驅動滑輪以及研磨平臺上。
6.一種化學機械研磨方法，包括利用驅動裝置驅動研磨平臺旋轉；利用傳感器測量所述研磨平臺的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；利用控制器接收所述傳感器輸出的轉速信號；所述控制器根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。
7.如權利要求6所述的化學機械研磨方法，其特征在于，所述研磨平臺包括平臺主體以及與所述平臺主體連接的轉軸，所述傳感器與所述轉軸連接。
8.如權利要求6所述的化學機械研磨方法，其特征在于，所述傳感器通過一接線頭與所述控制器連接。
9.如權利要求6至8中任意一項所述的化學機械研磨方法，其特征在于，所述傳感器為轉速傳感器。
10.如權利要求9所述的化學機械研磨方法，其特征在于，所述驅動裝置包括驅動馬達、驅動滑輪以及驅動皮帶，所述驅動滑輪與所述驅動馬達固定連接，所述驅動皮帶纏繞在所述驅動滑輪以及研磨平臺上。
全文摘要
本發明公開了一種化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法，該化學機械研磨裝置包括研磨平臺；驅動裝置，與所述研磨平臺連接，用于驅動所述研磨平臺旋轉；傳感器，與所述研磨平臺連接，用于測量研磨平臺的轉速并將所述轉速轉換為轉速信號；控制器，與所述傳感器連接，用于接收傳感器輸出的轉速信號并根據所述轉速信號輸出報警信號，以啟動報警裝置報警。所述傳感器可測量所述研磨平臺的實際轉速，一旦所述研磨平臺的轉速出現異常，所述控制器可根據傳感器輸出的轉速信號輸出報警信號，操作人員即可知曉所述化學機械研磨機臺出現故障并及時處理晶片，從而避免晶片報廢。
文檔編號B24B37/04GK102335868SQ20101022940
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月16日 優先權日2010年7月16日
發明者唐強 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司