化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種化學機械研磨設備，包括轉盤、鋪設于所述轉盤上的研磨墊、以及設置于所述研磨墊上方的研磨頭、研磨液供應管以及調節(jié)器，還包括置于所述調節(jié)器中的電機以及分析電機信號的監(jiān)測分析單元，所述監(jiān)測分析單元根據所述電機的扭轉力矩信號判斷所述研磨墊的狀態(tài)。根據本進行化學機械研磨，通過所述電機控制所述調節(jié)器的旋動，以修整研磨墊；所述監(jiān)測分析單元根據電機的扭轉力矩信號實時判斷所述研磨墊的狀態(tài)。本發(fā)明提供的化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法，通過所述電機有效控制所述調節(jié)器懸臂的運動，同時通過所述監(jiān)測分析單元可間接分析待研磨表面是否有殘留，及時對化學機械研磨設備查缺補漏。
【專利說明】化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體【技術領域】，特別涉及一種化學機械研磨設備及防止化學機械研磨殘留的方法。

【背景技術】
[0002]在半導體領域中，表面平坦化處理是一項重要技術。表面平坦化技術主要有旋涂式玻璃法和化學機械研磨法等。但隨著半導體技術制作工藝的深入，旋涂式玻璃法無法滿足客戶所需平坦度，而化學機械研磨技術是現在唯一能提供超大規(guī)模集成電路制作工藝“全面性平坦化”的一種技術?；瘜W機械研磨技術為在滑動研磨墊和被研磨面的同時，使研磨液根據離心運動流至研磨墊和被研磨面的接觸面處，化學機械地進行研磨的技術。
[0003]請參考圖1，現有的化學機械研磨設備包括:轉盤101，粘附于轉盤101上的研磨墊102，研磨頭103，緊貼于研磨頭103下方的待研磨器件108，設置于研磨墊上方用于向研磨墊102輸送研磨液的研磨液供應管107，以及調節(jié)器104，調節(jié)器104包含鉆石顆粒106和鉆石固定盤105。
[0004]研磨時，待研磨器件108緊貼于研磨頭103，其待研磨表面朝向研磨墊102，使待研磨器件108緊壓于研磨墊102，通過研磨頭103與研磨墊102的相對滑動和轉動研磨器件。研磨液則由于離心作用均勻分布至研磨墊各處，一方面增加研磨過程中的摩擦作用，另一方面研磨液與待研磨表面發(fā)生化學反應，以增強研磨效果。
[0005]研磨過程中，為增加待研磨器件和研磨墊之間的摩擦力并提高研磨墊的分布均勻性，通常研磨墊表面刻有同心圓的溝槽。在化學機械研磨過程中，待研磨表面與研磨墊之間的機械摩擦使得研磨墊產生損耗，并隨著時間的延長，研磨墊表面的溝槽逐漸趨于平滑?’另外化學機械研磨過程中，由于調節(jié)器對研磨墊的過度修整作用，或者研磨墊本身質量問題導致的研磨墊溝槽光滑，使得待研磨表面本應該被研磨的部分沒有去除，從而在待研磨表面產生殘留?，F有技術中，還沒有有效的方法能夠在化學機械研磨過程中實時監(jiān)測研磨墊表面的情況，從而間接獲知待研磨表面的殘留。
[0006]因而，為避免化學機械研磨過程中在待研磨表面產生殘留，本領域技術人員需要對現有化學機械研磨設備進行改善以及提出一種監(jiān)測殘留的方法，以便能夠及時對化學機械研磨設備查缺補漏。


【發(fā)明內容】

[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法，以實時監(jiān)測研磨墊表面的情況，并間接獲知待研磨表面是否有殘留。
[0008]為了達到上述的目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0009]一種化學機械研磨設備，包括轉盤、鋪設于所述轉盤上的研磨墊、以及設置于所述研磨墊上方的研磨頭、研磨液供應管和調節(jié)器，還包括設置于所述調節(jié)器中的電機以及與所述電機連接的監(jiān)測分析單元，所述監(jiān)測分析單元根據所述電機的扭轉力矩信號判斷所述研磨墊的狀態(tài)。
[0010]優(yōu)選的，如上所述的化學機械研磨設備，所述調節(jié)器自上而下包括調節(jié)器懸臂、與調節(jié)器懸臂連接的鉆石固定盤以及固定于所述鉆石固定盤上的鉆石顆粒。
[0011]優(yōu)選的，如上所述的化學機械研磨設備，所述電機以及所述監(jiān)測分析單元置于所述調節(jié)器懸臂內。
[0012]優(yōu)選的，如上所述的化學機械研磨設備，所述電機控制所述調節(jié)器的旋動。
[0013]一種防止化學機械研磨殘留的方法，采用如上所述的化學機械研磨設備，該方法包括:
[0014]進行化學機械研磨，通過所述電機控制所述調節(jié)器的旋動，以修整研磨墊；
[0015]所述監(jiān)測分析單元根據電機的扭轉力矩信號實時判斷所述研磨墊的狀態(tài)。
[0016]優(yōu)選的，如上所述的防止化學機械研磨殘留的方法，如果所述電機的扭轉力矩信號發(fā)生突變，則判斷所述研磨墊異常，停止化學機械研磨。
[0017]優(yōu)選的，如上所述的防止化學機械研磨殘留的方法，如果所述電機的扭轉力矩信號穩(wěn)定，則判斷所述研磨墊正常，繼續(xù)化學機械研磨。
[0018]本發(fā)明提供的學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法，具有如下有益效果:
[0019]1.根據本發(fā)明提供的化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法，通過所述電機有效控制所述調節(jié)器懸臂的運功。
[0020]2.根據本發(fā)明提供的化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法，通過所述監(jiān)測分析單元可間接分析待研磨表面是否有殘留，及時對化學機械研磨設備查缺補漏。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]本發(fā)明的化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法由以下的實施例及附圖給出。
[0022]圖1所示是現有的化學機械研磨設備的結構示意圖；
[0023]圖2所示是本發(fā)明的化學機械研磨設備示意圖；
[0024]圖3所示是本發(fā)明的防止化學機械研磨殘留的方法的具體流程示意圖。
[0025]其中，101-轉盤，102-研磨墊，103-研磨頭，104-調節(jié)器，105-鉆石固定盤，106-鉆石顆粒，107-研磨液供應管，108-待研磨器件，201-轉盤，202-研磨墊，203-研磨頭，204-調節(jié)器，205-鉆石固定盤，206-鉆石顆粒，207-研磨液供應管，208-待研磨器件，209-調節(jié)器懸臂，210-電機，211-監(jiān)測分析單元，212-信號線。

【具體實施方式】
[0026]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，以下將結合附圖對本發(fā)明的化學機械研磨設備及其防止化學機械研磨殘留的方法的【具體實施方式】做進一步的詳細說明。
[0027]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發(fā)明內涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0028]其次，本發(fā)明結合示意圖進行詳細描述，在詳述本發(fā)明實施例時，為便于說明，表示器件結構圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本發(fā)明保護的范圍。
[0029]請參閱圖2，一種化學機械研磨設備，包括轉盤201、鋪設于所述轉盤201上的研磨墊202、設置于所述研磨墊202上方的研磨頭203、研磨液供應管207以及調節(jié)器204，所述化學機械研磨設備還包括置于所述調節(jié)器204中的電機209以及與電機209連接的分析電機信號的監(jiān)測分析單元211。
[0030]本發(fā)明的較佳實施例中，所述調節(jié)器204包括自上而下設置的調節(jié)器懸臂209、鉆石固定盤205以及固定于所述鉆石固定盤205上的鉆石顆粒206組成，便于對研磨墊202表面進行修整以符合待研磨器件208的需求。
[0031]較佳的，所述電機209以及監(jiān)測分析單元211置于所述調節(jié)器懸臂209內部，調節(jié)器的旋動由電機209加以控制，并通過監(jiān)測分析單元211進行實時監(jiān)測。
[0032]所述電機209與所述監(jiān)測分析單元210相連，本發(fā)明的較佳實施例中，所述監(jiān)測分析單元211為一傳感器，所述傳感器可將探測到的電機扭矩信號轉變?yōu)殡娦盘?，更為清晰地感受到所述電機209的扭轉作用。
[0033]根據本發(fā)明提供的化學機械研磨設備，結合附圖3，還提供了一種防止化學機械研磨殘留的方法，所述方法如下:
[0034]首先，進行化學機械研磨，所述調節(jié)器204的旋動由置于所述調節(jié)器懸臂內的所述電機209控制，用以修整所述研磨墊202表面；
[0035]其次，所述電機209在控制過程中發(fā)生扭轉，產生扭轉力矩；
[0036]最后，監(jiān)測分析單元210接收所述電機209的扭轉力矩信號，經本申請發(fā)明人長期研究發(fā)現，如果所述電機209的扭轉力矩迅速降低，信號發(fā)生突變，則表明所述研磨墊202的溝槽較為光滑或者所述研磨墊202本身具有質量問題，待研磨表面沒有較好的被研磨，具有化學機械研磨殘留，則可終止研磨；反之，若所述電機209的扭轉信號在小幅范圍內穩(wěn)定，表示待研磨表面情況良好，則可繼續(xù)研磨。
[0037]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0038]本發(fā)明雖然已以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領域技術人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，都可以利用上述揭示的方法和技術內容對本發(fā)明技術方案做出可能的變動和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍。
【權利要求】
1.一種化學機械研磨設備，包括轉盤、鋪設于所述轉盤上的研磨墊、以及設置于所述研磨墊上方的研磨頭、研磨液供應管和調節(jié)器，其特征在于，還包括設置于所述調節(jié)器中的電機以及與所述電機連接的監(jiān)測分析單元，所述監(jiān)測分析單元根據所述電機的扭轉力矩信號判斷所述研磨墊的狀態(tài)。
2.根據權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述調節(jié)器自上而下包括調節(jié)器懸臂、與調節(jié)器懸臂連接的鉆石固定盤以及固定于所述鉆石固定盤上的鉆石顆粒。
3.根據權利要求2所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述電機以及所述監(jiān)測分析單元置于所述調節(jié)器懸臂內。
4.根據權利要求1所述的化學機械研磨設備，其特征在于，所述電機控制所述調節(jié)器的旋動。
5.一種防止化學機械研磨殘留的方法，采用如權利要求1所述的化學機械研磨設備，該方法包括: 進行化學機械研磨，通過所述電機控制所述調節(jié)器的旋動，以修整研磨墊； 所述監(jiān)測分析單元根據電機的扭轉力矩信號實時判斷所述研磨墊的狀態(tài)。
6.根據權利要求5所述的防止化學機械研磨殘留的方法，其特征在于，如果所述電機的扭轉力矩信號發(fā)生突變，則判斷所述研磨墊異常，停止化學機械研磨。
7.根據權利要求5所述的防止化學機械研磨殘留的方法，其特征在于，如果所述電機的扭轉力矩信號穩(wěn)定，則判斷所述研磨墊正常，繼續(xù)化學機械研磨。
【文檔編號】B24B37/005GK104128874SQ201410307530
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】丁弋, 樊文斌 申請人:上海華力微電子有限公司