專利名稱：用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂及其控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)技術(shù)，更具體地說，涉及一種用于 化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂及其控制裝置。
背景技術(shù)：
在化學(xué)機(jī)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(rùn)滑、清潔和一定的化學(xué)作用。在CMP的過程中，流 體的流量和噴灑的位置對(duì)于研磨的結(jié)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(jié)構(gòu)。參考圖1所示，該噴 頭臂102支撐一組噴頭104 (—般是多個(gè)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(jìn)行噴灑。
在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中，噴頭臂102和噴頭104的位置都被 設(shè)計(jì)為固定的，而晶片是在旋轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)計(jì)，固定的噴頭臂102和噴頭104 將會(huì)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(shí) 際上，在使用的過程中，噴頭臂102和噴頭104的位置會(huì)發(fā)生不希望的漂 移，這時(shí)，噴灑的流體不再是均勻的，研磨的質(zhì)量也因而會(huì)受到影響。
由于噴頭臂102和噴頭104被設(shè)計(jì)為固定的，因此它們不能自行修正 這種漂移，這時(shí)，就必須通過外力來進(jìn)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(shè)計(jì)位置上做上標(biāo)記，當(dāng)噴頭臂102和噴頭 104的實(shí)際位置與標(biāo)記出現(xiàn)偏移時(shí)，人為地進(jìn)行修正。但是，這種方式存 在明顯的缺點(diǎn)
1 )無法實(shí)時(shí)對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行檢測(cè)， 一般只能周期性地檢驗(yàn)； 2)標(biāo)記的位置也有可能出現(xiàn)移動(dòng)，這時(shí)，標(biāo)記的作用就失去了。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)、自動(dòng)報(bào)警并對(duì)噴頭臂和噴頭的位 置進(jìn)行修正的噴頭臂控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的 一 方面，提供一種用于化學(xué)機(jī)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(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)
動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；電源模塊，為所述步進(jìn)電機(jī)提供電力；電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接到所述步進(jìn)電機(jī)的編碼器，其中， 所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過所述編碼器控制所述步進(jìn)電 機(jī)，使得所述噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。
根據(jù)一實(shí)施例，該噴頭臂控制裝置，還包括位置感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)所述噴 頭臂移動(dòng)的范圍。
根據(jù)一實(shí)施例，所述步進(jìn)電機(jī)位于所述噴頭臂的靠下部位；所述位置 感應(yīng)器位于所述噴頭臂的靠上部位。
根據(jù)一 實(shí)施例，所述噴頭臂的流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側(cè)邊緣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于化學(xué)機(jī)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(jìn)行噴灑；控制裝置，該控制裝置包括具有編碼器的步進(jìn)電機(jī)，該 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；電源模塊，為所述步進(jìn)電機(jī)提 供電力；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接到所述步進(jìn)電機(jī)的編 碼器，其中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過所述編碼器控 制所述步進(jìn)電機(jī)，使得所述噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。
根據(jù)一實(shí)施例，該控制裝置還包括位置感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)所述噴頭臂移 動(dòng)的范圍。
根據(jù)一實(shí)施例，所述步進(jìn)電機(jī)位于所述噴頭臂的靠下部位；所述位置
感應(yīng)器位于所述噴頭臂的靠上部位。
根據(jù)——實(shí)施例，所述流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側(cè)邊緣。 本發(fā)明通過位置感應(yīng)器對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)位
置出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并能通過步進(jìn)電機(jī)并對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行修正。


本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢(shì)將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施 例的描述而變得更加明顯，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的特征， 其中，
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的噴頭臂和噴頭的結(jié)構(gòu)；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的噴頭臂和噴頭的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明首先提供一種用于化學(xué)機(jī)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
具有編碼器204的步進(jìn)電機(jī)202,該步進(jìn)電機(jī)202驅(qū)動(dòng)該噴頭臂300 在一定范圍內(nèi)移動(dòng)。如圖2所示，該步進(jìn)電機(jī)202位于噴頭臂300的靠下 部位。并且，由于步進(jìn)電機(jī)202的主要作用是控制噴頭臂300進(jìn)行一定范 圍的旋轉(zhuǎn)，因此該步進(jìn)電機(jī)202被設(shè)置在噴頭臂300的中間腔300a內(nèi)(噴 頭臂300也是中空的圓柱體結(jié)構(gòu))。很明顯的，由于中間腔300a被用來 放置步進(jìn)電機(jī)202 了，因此流體輸送管道不能再被放置在這個(gè)位置。根據(jù) 本發(fā)明，流體輸送管道206位于噴頭臂300的外側(cè)邊緣，即外置的專用流 體輸送管道。
繼續(xù)參考圖2，該噴頭臂控制裝置200還包括電源模塊208,為步進(jìn) 電機(jī)202提供電力。在圖2所示的實(shí)施例中，該電源模塊208是一 電源線， 通過該電源線連接 一 外接電源來為步進(jìn)電機(jī)供電。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210，連接到一控制計(jì)算機(jī)(圖中未示出)，還連接到步 進(jìn)電機(jī)的編碼器204，其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通 過編碼器204控制步進(jìn)電機(jī)202，使得噴頭臂300移動(dòng)到希望的位置。
在噴頭臂300的靠上部位，還具有位置感應(yīng)器212，位置感應(yīng)器212 監(jiān)測(cè)噴頭臂300移動(dòng)的范圍。在運(yùn)作時(shí)，位于噴頭臂300靠上部位的位置感應(yīng)器212實(shí)施地監(jiān)測(cè)噴
頭臂300以及噴頭302的當(dāng)前位置。當(dāng)當(dāng)前位置出現(xiàn)異常時(shí)(比如偏離了 預(yù)定的位置)，該位置感應(yīng)器212將發(fā)出報(bào)警信號(hào)提示噴頭臂的位置異常。 同時(shí)，控制計(jì)算機(jī)發(fā)出調(diào)整指令，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器210將該調(diào)整指令發(fā)送 給步進(jìn)電機(jī)202的編碼器204,指令步進(jìn)電機(jī)202驅(qū)動(dòng)噴頭臂300移動(dòng)， 調(diào)整噴頭302的位置，使得噴灑的流體變得均勻，保證研磨的質(zhì)量。
同樣的，利用上述的噴頭臂控制裝置，本發(fā)明還提供一種用于化學(xué)機(jī) 械研磨的噴頭臂，支撐一組噴頭，包括
流體輸送管道，輸送流體至噴頭并有噴頭進(jìn)行噴灑；該流體輸送管道 位于所述噴頭臂的外側(cè)邊緣。
控制裝置，該控制裝置包括具有編碼器的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；該步進(jìn)電機(jī)位于噴頭臂的靠下部位。電源 模塊，為步進(jìn)電機(jī)提供電力。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接 到步進(jìn)電機(jī)的編碼器，其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過編 碼器控制步進(jìn)電機(jī)，使得噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。
位置感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)噴頭臂移動(dòng)的范圍；該位置感應(yīng)器位于噴頭臂的靠 上部位。
本發(fā)明通過位置感應(yīng)器對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)位 置出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并能通過步進(jìn)電機(jī)并對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行 修正。
上述實(shí)施例是提供給熟悉本領(lǐng)域內(nèi)的人員來實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟 悉本領(lǐng)域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做 出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng) 該是符合權(quán)利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂控制裝置，控制一噴頭臂，其特征在于，該控制裝置包括具有編碼器的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；電源模塊，為所述步進(jìn)電機(jī)提供電力；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接到所述步進(jìn)電機(jī)的編碼器，其中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過所述編碼器控制所述步進(jìn)電機(jī)，使得所述噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂控制裝置，其特征 在于，還包括位置感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)所述噴頭臂移動(dòng)的范圍。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂控制裝置，其特征 在于，所述步進(jìn)電機(jī)位于所述噴頭臂的靠下部位； 所述位置感應(yīng)器位于所述噴頭臂的靠上部位。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂控 制裝置，其特征在于，所述噴頭臂的流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側(cè)邊緣。
5. —種用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂，支撐一組噴頭，其特征在于，包括流體輸送管道，輸送流體至所述噴頭并有所述噴頭進(jìn)行噴灑； 控制裝置，該控制裝置包括具有編碼器的步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；電源模塊，為所述步進(jìn)電機(jī)提供電力；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接到所述步進(jìn)電機(jī)的編 碼器，其中，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過所述編碼 器控制所述步進(jìn)電機(jī)，使得所述噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。
6. 如權(quán)利要求5所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂，其特征在于，該 控制裝置還包括位置感應(yīng)器，監(jiān)測(cè)所述噴頭臂移動(dòng)的范圍。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂，其特征在于， 所述步進(jìn)電機(jī)位于所述噴頭臂的靠下部位； 所述位置感應(yīng)器位于所述噴頭臂的靠上部位。
8. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于化學(xué)機(jī)械研磨的噴頭臂， 其特征在于，所述流體輸送管道位于所述噴頭臂的外側(cè)邊緣。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于化學(xué)機(jī)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(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)該噴頭臂在一定范圍內(nèi)移動(dòng)；電源模塊，為步進(jìn)電機(jī)提供電力；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，連接到一控制計(jì)算機(jī)，還連接到步進(jìn)電機(jī)的編碼器，其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器根據(jù)控制計(jì)算機(jī)的指令，通過編碼器控制步進(jìn)電機(jī)，使得噴頭臂移動(dòng)到希望的位置。本發(fā)明還揭示了一種采用上述控制裝置的噴頭臂。本發(fā)明通過位置感應(yīng)器對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)位置出現(xiàn)異常時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并能通過步進(jìn)電機(jī)對(duì)噴頭臂和噴頭的位置進(jìn)行修正。
文檔編號(hào)B24B37/005GK101412200SQ200710047119
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者陳肖科 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司