[發明專利]金剛石盤的監控方法及系統

有效

• 申請號: 202010364820.4
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111515864B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 梁金娥;李松;張超逸;邢中豪
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017;B24B37/005;B24B49/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種金剛石盤的監控系統及方法，涉及半導體制造領域。該監控系統包括至少包括金剛石盤檢測傳感器、信號轉換模塊、金剛石盤信號采集電路、運動控制器、中控系統、研磨盤調節器驅動系；金剛石盤檢測傳感器設置在研磨盤的外側且與金剛石盤的初始位置相鄰，金剛石盤上設置有檢測標記，金剛石盤檢測傳感器根據工作指令發射檢測信號，接收由金剛石盤反射回的反饋信號；將反饋信號發送至中控系統，中控系統根據反饋信號確定金剛石盤的運行狀態信息；解決了目前金剛石盤的實際運行狀態不能及時反饋的問題；達到了實時獲取金剛石盤的運行狀態，防止金剛石盤運行過程中出現異常無法及時發現，有助于優化對研磨盤上研磨墊的處理的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種金剛石盤的監控方法及系統。

背景技術

隨著半導體工業的發展，半導體器件的尺寸越來越小，對晶片表面平整度的要求也越來越高。

CMP(Chemical Mechanical Polish，化學機械拋光)是一種化學反應和機械打磨結合的技術，可以實現晶片表面的全局平坦化。CMP的原理為：將晶片固定在拋光頭的最下面，將拋光墊放置在研磨盤上，研磨液在晶片和拋光墊之間連續流動，在拋光時旋轉的拋光頭以一定壓力下壓，晶片表面的反應物不斷地被剝離，在化學反應劑和磨粒的聯合作用下實現平坦化。

金剛石盤(Disk)是CMP系統中的重要耗材，主要用于對研磨墊進行處理，去除研磨墊上的研磨副產物，令研磨墊表面更加平整、均勻，并讓研磨墊表面保持一定的粗糙度，有助于研磨液在研磨墊表面分布地更加均勻。若研磨墊沒有經過合適的處理，研磨副產物和研磨液會沉積在研磨墊表面的微孔內，使晶圓在研磨墊表面打滑，導致晶圓被劃傷或研磨速率和均勻性變差。由此可以看出，金剛石盤的運行狀態與CMP效果直接相關。然而，目前金剛石盤的實際運行狀態只能通過經過CMP處理的晶片的厚度和缺陷來檢測，無法在金剛石盤運行過程中直接檢測。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種金剛石盤的監控方法及系統。該技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種金剛石盤的監控系統，該系統至少包括金剛石盤檢測傳感器、信號轉換模塊、金剛石盤信號采集電路、運動控制器、中控系統、研磨盤調節器驅動系統；

金剛石盤檢測傳感器與信號轉換模塊連接，信號轉換模塊與金剛石盤信號采集電路連接，金剛石盤信號采集電路與運動控制器連接、運動控制器與中控系統、研磨盤調節器驅動系統分別連接；

金剛石盤檢測傳感器設置在研磨盤的外側且與金剛石盤的初始位置相鄰，金剛石盤上設置有檢測標記；

中控系統內存儲有研磨盤調節器的運動控制指令、研磨盤調節器的工作流程、研磨盤調節器中研磨頭的標準運動軌跡；

中控系統，用于向運動控制器發送運動控制指令；

運動控制器，用于將接收到的運動控制指令發送至研磨盤調節器驅動系統；

研磨盤調節器驅動系統，用于根據運動控制指令驅動研磨盤調節器運行，研磨盤調節器用于帶動金剛石盤在研磨盤上運動；

中控系統，用于根據研磨盤調節器的工作流程向金剛石盤檢測傳感器發送工作指令；

金剛石盤檢測傳感器，用于根據工作指令發射檢測信號，接收由金剛石盤反射回的反饋信號；將反饋信號發送至中控系統；反饋信號包括金剛石盤上檢測標記對應的目標反饋信號和檢測標記以外位置對應的普通反饋信號；

中控系統，用于接收反饋信號，并根據反饋信號確定金剛石盤的運行狀態信息，金剛石盤的運行狀態信息包括金剛石盤的轉速、金剛石盤的位置。

可選的，中控系統，用于根據研磨盤調節器的工作流程確定研磨頭位于預設位置時，向金剛石盤檢測傳感器發送金剛石盤檢測傳感器的工作指令。