[發明專利]用于化學機械研磨的噴頭臂及其控制裝置

無效

• 申請號: 200710047119.4
• 申請日: 2007-10-17
• 公開（公告）號: CN101412200A
• 公開（公告）日: 2009-04-22
• 發明（設計）人: 陳肖科
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B55/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 陸 嘉

技術領域

本發明涉及化學機械研磨(CMP)技術，更具體地說，涉及一種用于化學機械研磨的噴頭臂及其控制裝置。

背景技術

在化學機械研磨(CMP)的過程中，需要不斷地向晶片的表面噴灑特定的流體，以起到潤滑、清潔和一定的化學作用。在CMP的過程中，流體的流量和噴灑的位置對于研磨的結果有很大的影響。

圖1示出了常用的一種噴頭臂以及噴頭的結構。參考圖1所示，該噴頭臂102支撐一組噴頭104(一般是多個噴頭)。噴頭臂102是中空的圓柱體，中間具有流體輸送管道106。流體輸送管道106用于將所需要的流體輸送給噴頭104進行噴灑。

在圖1所示的現有技術的結構中，噴頭臂102和噴頭104的位置都被設計為固定的，而晶片是在旋轉。根據設計，固定的噴頭臂102和噴頭104將會使得噴灑在晶片表面上的流體變得均勻，符合研磨的要求。但是，實際上，在使用的過程中，噴頭臂102和噴頭104的位置會發生不希望的漂移，這時，噴灑的流體不再是均勻的，研磨的質量也因而會受到影響。

由于噴頭臂102和噴頭104被設計為固定的，因此它們不能自行修正這種漂移，這時，就必須通過外力來進行修正。目前使用的辦法是人為地在噴頭臂102和噴頭104的設計位置上做上標記，當噴頭臂102和噴頭104的實際位置與標記出現偏移時，人為地進行修正。但是，這種方式存在明顯的缺點：

1)無法實時對噴頭臂和噴頭的位置進行檢測，一般只能周期性地檢驗；

2)標記的位置也有可能出現移動，這時，標記的作用就失去了。

發明內容

本發明旨在提供一種能夠實時監測、自動報警并對噴頭臂和噴頭的位置進行修正的噴頭臂控制裝置。

根據本發明的一方面，提供一種用于化學機械研磨的噴頭臂控制裝置，控制一噴頭臂，該控制裝置包括：具有編碼器的步進電機，該步進電機驅動該噴頭臂在一定范圍內移動；電源模塊，為所述步進電機提供電力；電機驅動器，連接到一控制計算機，還連接到所述步進電機的編碼器，其中，所述電機驅動器根據控制計算機的指令，通過所述編碼器控制所述步進電機，使得所述噴頭臂移動到希望的位置。

根據一實施例，該噴頭臂控制裝置，還包括位置感應器，監測所述噴頭臂移動的范圍。

根據一實施例，所述步進電機位于所述噴頭臂的靠下部位；所述位置感應器位于所述噴頭臂的靠上部位。

根據一實施例，所述噴頭臂的流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側邊緣。

根據本發明的另一方面，提供一種用于化學機械研磨的噴頭臂，支撐一組噴頭，該噴頭臂包括：流體輸送管道，輸送流體至所述噴頭并有所述噴頭進行噴灑；控制裝置，該控制裝置包括：具有編碼器的步進電機，該步進電機驅動該噴頭臂在一定范圍內移動；電源模塊，為所述步進電機提供電力；電機驅動器，連接到一控制計算機，還連接到所述步進電機的編碼器，其中，所述電機驅動器根據控制計算機的指令，通過所述編碼器控制所述步進電機，使得所述噴頭臂移動到希望的位置。

根據一實施例，該控制裝置還包括：位置感應器，監測所述噴頭臂移動的范圍。

根據一實施例，所述步進電機位于所述噴頭臂的靠下部位；所述位置感應器位于所述噴頭臂的靠上部位。

根據一實施例，所述流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側邊緣。

本發明通過位置感應器對噴頭臂和噴頭的位置進行實時的監控，當位置出現異常時自動報警，并能通過步進電機并對噴頭臂和噴頭的位置進行修正。

附圖說明

本發明的上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中，

圖1示出了現有技術中的噴頭臂和噴頭的結構；

圖2示出了根據本發明的一實施例的噴頭臂和噴頭的結構。

具體實施方式

本發明首先提供一種用于化學機械研磨的噴頭臂控制裝置，參考圖2所示，該噴頭臂控制裝置200控制一噴頭臂300，該噴頭臂支撐一組噴頭302，該控制裝置200包括：