[發明專利]化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法

無效

• 申請號: 201010229401.6
• 申請日: 2010-07-16
• 公開（公告）號: CN102335868A
• 公開（公告）日: 2012-02-01
• 發明（設計）人: 唐強
• 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
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

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110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。