专利名称：化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造领域，特别是涉及一种化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法。
背景技术：
随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细， 为了提高集成度，降低制造成本，半导体器件的尺寸日益减小，平面布线已难以满足半导体器件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，进一步提高半导体器件的集成密度。由于多层互连或填充深度比较大的沉积过程导致了晶片表面过大的起伏，引起光刻工艺聚焦的困难，使得对线宽的控制能力减弱，降低了整个晶片上线宽的一致性。为此，需要对不规则的晶片表面进行平坦化处理。目前，化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP) 是达成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半导体制作工艺进入亚微米领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。请参考图1，其为现有的化学机械研磨装置的示意图。如图1所示，现有的化学机械研磨机台100包括研磨平台(Polish platen) 110、驱动装置120、研磨垫(Polish pad) 130以及研磨头(head) 140。其中，驱动装置120包括驱动马达(Drive motor) 121、 驱动滑轮(Drive pulley) 122以及驱动皮带(Drivebelt) 123，所述驱动滑轮122与所述驱动马达121的驱动轴固定连接，所述驱动皮带123缠绕在所述驱动滑轮122上以及研磨平台110的转轴上，所述驱动马达121用于产生驱动力，所述驱动马达121旋转可带动所述驱动滑轮122旋转，所述驱动皮带123可将所述驱动力转移到所述研磨平台110上，从而驱动所述研磨平台110旋转；所述研磨垫130贴附于所述研磨平台100的表面，当所述研磨平台110旋转时，所述研磨垫130也随之旋转；所述研磨头140用于夹持、移动以及旋转晶片 170。在进行化学机械研磨工艺时，利用研磨头140将晶片170压紧到研磨平台110上， 并使晶片170的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫130 ；同时，将研磨液输送到研磨垫 130上，通过离心力使研磨液均勻地分布在研磨垫130上，从而通过晶片170表面与研磨垫 130之间的相对运动将晶片170表面平坦化。众所周知，在化学机械研磨工艺中，研磨平台110的转速是至关重要的参数，其会影响晶片的研磨速率从而影响研磨效果。因此，在现有的化学机械研磨机台100中通常还设置有转速监控装置150以及控制器160，所述转速监控装置150与驱动马达121连接，用以监测所述驱动马达121的转速。当所述驱动马达121的转速不符合要求时，所述转速监控装置150可输出信号至所述控制器160，所述控制器160接收转速监控装置150输出的信号并根据所述信号输出报警信号，以启动化学机械研磨机台100的报警装置报警。然而，在实际生产中发现，由于所述转速监控装置150仅能监测驱动马达121的转速，而无法监测研磨平台Iio的实际转速，因此，当所述驱动马达121的转速符合要求，但由于所述驱动滑轮122或驱动皮带123出现异常而导致研磨平台110的转速不符合要求时，所述转速监控装置150无法监测，这将导致正在进行化学机械研磨工艺的晶片报废，给工艺生产带来巨大损失。
发明内容
本发明提供一种化学机械研磨装置，以解决现有的化学机械研磨装置无法监测研磨平台的实际转速的问题。为解决上述技术问题，本发明提供一种化学机械研磨装置，包括研磨平台；驱动装置，与所述研磨平台连接，用于驱动所述研磨平台旋转；传感器，与所述研磨平台连接，用于测量所述研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；控制器，与所述传感器连接，用于接收所述传感器输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。可选的，在所述化学机械研磨装置中，所述研磨平台包括平台主体以及与所述平台主体连接的转轴，所述传感器与所述转轴连接。可选的，在所述化学机械研磨装置中，所述传感器通过一接线头与所述控制器连接。 可选的，在所述化学机械研磨装置中，所述传感器为转速传感器。可选的，在所述化学机械研磨装置中，所述驱动装置包括驱动马达、驱动滑轮以及驱动皮带，所述驱动滑轮与所述驱动马达固定连接，所述驱动皮带缠绕在所述驱动滑轮上以及研磨平台上。相应的，本发明还提供一种化学机械研磨方法，包括利用驱动装置驱动研磨平台旋转；利用传感器测量所述研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；利用控制器接收所述传感器输出的转速信号；所述控制器根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警
装置报警。可选的，在所述化学机械研磨方法中，所述研磨平台包括平台主体以及与所述平台主体连接的转轴，所述传感器与所述转轴连接。可选的，在所述化学机械研磨方法中，所述传感器通过一接线头与所述控制器连接。可选的，在所述化学机械研磨方法中，所述传感器为转速传感器。可选的，在所述化学机械研磨方法中，所述驱动装置包括驱动马达、驱动滑轮以及驱动皮带，所述驱动滑轮与所述驱动马达固定连接，所述驱动皮带缠绕在所述驱动滑轮上以及研磨平台上。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供的化学机械研磨装置包括一传感器，所述传感器可测量所述研磨平台的实际转速并将所述转速转换为转速信号传输至控制器，一旦所述研磨平台的转速出现异常，所述控制器可接收所述传感器输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警，操作人员即可知晓所述化学机械研磨机台出现故障并及时处理晶片， 从而避免晶片报废。
图1为现有的化学机械研磨装置的示意图；图2为本发明实施例提供的化学机械研磨装置的示意图；图3为本发明实施例提供的化学机械研磨方法的流程图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明提出的化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。本发明的核心思想在于，提供一种化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法，所述化学机械研磨装置包括一传感器，所述传感器与研磨平台连接，所述传感器可测量所述研磨平台的实际转速并将所述转速转换为转速信号传输至控制器，一旦所述研磨平台的转速出现异常，所述控制器接收所述传感器输出的转速信号并可根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。请参考图2，其为本发明实施例提供的化学机械研磨装置的示意图，如图2所示， 化学机械研磨装置200包括研磨平台210、驱动装置220、传感器250以及控制器沈0。所述驱动装置220与研磨平台210连接，用于驱动所述研磨平台210旋转；所述传感器250与研磨平台210连接，用于测量所述研磨平台210的转速并将所述转速转换为转速信号；所述控制器260与传感器250连接，用于接收传感器250输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置(未图示)报警。所述传感器250可直接测量研磨平台210 的实际转速，一旦所述研磨平台210的转速出现异常，所述控制器260可输出报警信号，操作人员即可知晓所述化学机械研磨机台出现故障，进而及时处理正在进行化学机械研磨工艺的晶片270，避免晶片报废。其中，所述驱动装置220包括驱动马达(Drive motor) 221、驱动滑轮 (Drivepulley) 222以及驱动皮带(Drive belt) 223，所述驱动滑轮222与驱动马达221的驱动轴固定连接，所述驱动皮带223缠绕在所述驱动滑轮222上以及研磨平台210的转轴上， 所述驱动马达221用于产生驱动力，所述驱动马达221旋转可带动所述驱动滑轮222旋转， 进而带动所述驱动皮带223旋转，所述驱动皮带223将所述驱动力转移到研磨平台210上， 从而驱动研磨平台210旋转。所述化学机械研磨装置200还包括研磨垫(Polish pad) 230 以及研磨头(head) M0，所述研磨垫230贴附于研磨平台200的表面，当所述研磨平台210 旋转时，所述研磨垫230也随之旋转；所述研磨头240用于夹持、移动以及旋转晶片270。在本发明的一个具体实施例中，所述研磨平台210包括平台主体211以及与所述平台主体211连接的转轴212，所述研磨垫230贴附于研磨平台200的平台主体211的表面，所述传感器250与所述转轴212连接。由于所述研磨平台210与所述控制器260的距离较远，优选的，所述传感器250通过接线头(bullhead)(未图示)与所述控制器260连接。当然，所述传感器250也可直接与所述控制器260连接。在本发明的一个具体实施例中，所述传感器250为转速传感器，所述传感器250测量所述研磨平台210的转轴212的转速，并将所述转轴212的转速转换为转速信号输出至控制器沈0。本发明还提供一种化学机械研磨方法。请参考图3，其为本发明实施例提供的化学机械研磨方法的流程图，结合该图3，该化学机械研磨方法包括以下步骤步骤S300，利用驱动装置驱动研磨平台旋转；步骤S310，利用传感器测量所述研磨平台的转速并将转速转换为转速信号；步骤S320，利用控制器接收所述传感器输出的转速信号；步骤S330，所述控制器根据转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。请继续参考图3，并结合图2，在进行化学机械研磨工艺时，首先，将吸附着晶片 270的研磨头240移动到研磨平台210上方，同时将晶片270压紧到研磨平台210上，所述晶片270的待研磨面向下并接触研磨垫230，此时，利用驱动装置220驱动研磨平台210旋转，同时所述研磨头240也进行相对运动；接着，将研磨液输送到研磨垫230上，并通过离心力使所述研磨液均勻地分布在研磨垫230上，从而通过晶片270表面与研磨垫230之间的相对运动将晶片270表面平坦化。在本发明实施例提供的化学机械研磨方法中，进行化学机械研磨工艺的同时，所述传感器250可同步测量所述研磨平台210的实际转速，一旦所述研磨平台210的转速出现异常，所述控制器260即可输出报警信号，操作人员可及时处理正在进行化学机械研磨工艺的晶片，避免晶片报废。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种化学机械研磨装置，包括研磨平台；驱动装置，与所述研磨平台连接，用于驱动所述研磨平台旋转；传感器，与所述研磨平台连接，用于测量所述研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；控制器，与所述传感器连接，用于接收所述传感器输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。
2.如权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述研磨平台包括平台主体以及与所述平台主体连接的转轴，所述传感器与所述转轴连接。
3.如权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述传感器通过一接线头与所述控制器连接。
4.如权利要求1至3中任意一项所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述传感器为转速传感器。
5.如权利要求4所述的化学机械研磨装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动马达、驱动滑轮以及驱动皮带，所述驱动滑轮与所述驱动马达固定连接，所述驱动皮带缠绕在所述驱动滑轮以及研磨平台上。
6.一种化学机械研磨方法，包括利用驱动装置驱动研磨平台旋转；利用传感器测量所述研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；利用控制器接收所述传感器输出的转速信号；所述控制器根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。
7.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述研磨平台包括平台主体以及与所述平台主体连接的转轴，所述传感器与所述转轴连接。
8.如权利要求6所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述传感器通过一接线头与所述控制器连接。
9.如权利要求6至8中任意一项所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述传感器为转速传感器。
10.如权利要求9所述的化学机械研磨方法，其特征在于，所述驱动装置包括驱动马达、驱动滑轮以及驱动皮带，所述驱动滑轮与所述驱动马达固定连接，所述驱动皮带缠绕在所述驱动滑轮以及研磨平台上。
全文摘要
本发明公开了一种化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法，该化学机械研磨装置包括研磨平台；驱动装置，与所述研磨平台连接，用于驱动所述研磨平台旋转；传感器，与所述研磨平台连接，用于测量研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；控制器，与所述传感器连接，用于接收传感器输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。所述传感器可测量所述研磨平台的实际转速，一旦所述研磨平台的转速出现异常，所述控制器可根据传感器输出的转速信号输出报警信号，操作人员即可知晓所述化学机械研磨机台出现故障并及时处理晶片，从而避免晶片报废。
文档编号B24B37/04GK102335868SQ20101022940
公开日2012年2月1日 申请日期2010年7月16日 优先权日2010年7月16日
发明者唐强 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司