專利名稱：研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法
研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體工藝，尤其涉及一種CMP工藝中的圓片研磨設(shè)備的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，還涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
研磨盤調(diào)節(jié)器(PadConditioner)對CMP (Chemical Mechanical Planarization,化學(xué)機械平坦化)的工藝過程至關(guān)重要，它通過表面的金剛石顆粒，在壓力的作用下對研磨盤(Pad)進行研磨，能優(yōu)化研磨盤的紋理，提升研磨盤壽命，同時能輔助研磨液在研磨盤上面的均勻分布，它對研磨率和均勻度有著至關(guān)重要的影響。圖I是一個傳統(tǒng)的圓片研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，包括研磨盤(Pad) 12，研磨頭(Polishing Head) 14,噴頭 16 以及研磨盤調(diào)節(jié)器(Pad Conditioner) 18。對圓片(Wafer)進行研磨時，圓片置于研磨盤12上，研磨盤12以一定速度旋轉(zhuǎn)，由研磨頭14對圓片進行研磨。噴頭16向圓片的表面噴灑研磨液。研磨盤調(diào)節(jié)器18設(shè)置在研磨盤12的邊緣，其包括金剛石盤182，研磨盤調(diào)節(jié)器18驅(qū)動金剛石盤182旋轉(zhuǎn)，并由金剛石盤182對研磨盤12施加一下壓力。傳統(tǒng)的一種研磨盤調(diào)節(jié)器，反饋的金剛石盤182對研磨盤12的下壓力，是將設(shè)定壓力進行顯示。而這種方式不能反映真實的下壓力，存在隱患。例如控制金剛石盤182下壓的管路若是斷開了，則金剛石盤182不會壓下去，而這時監(jiān)測到的下壓力還會是設(shè)定的壓力值。

發(fā)明內(nèi)容為了解決傳統(tǒng)的研磨設(shè)備監(jiān)測的研磨盤調(diào)節(jié)器壓力值不準確的問題，有必要提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置。一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的位置傳感器，所述位置傳感器用于獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。優(yōu)選的，所述位置傳感器獲取的是所述研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信肩、O優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取設(shè)定的壓力大小，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預(yù)設(shè)值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的馬達的轉(zhuǎn)速，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于第二預(yù)設(shè)值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。還有必要提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，包括下列步驟通過壓力傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號；對所述壓力信號進行處理，生成壓力信息；顯示所述壓力信息。優(yōu)選的，還包括下列步驟通過位置傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成 位置信號；對所述位置信號進行處理，生成位置信息；顯示所述位置信息。優(yōu)選的，還包括下列步驟通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號；對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息；顯示所述轉(zhuǎn)速信息。優(yōu)選的，還包括將設(shè)定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預(yù)設(shè)值則進行報警的步驟。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及方法通過設(shè)置壓力傳感器，實時獲取并監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，使得操作員可以在壓力異常時及時注意并進行調(diào)整，避免因壓力異常造成產(chǎn)品報廢，降低了生產(chǎn)成本。

圖I是一個傳統(tǒng)的圓片研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3為傳統(tǒng)的研磨盤調(diào)節(jié)器的傳動結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是另一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法流程圖。
具體實施方式為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖2是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)圖，包括相互連接的壓力傳感器202和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210。壓力傳感器202用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。在本實施例中，壓力傳感器202設(shè)置于研磨盤調(diào)節(jié)器上，檢測研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤壓在研磨盤上時，金剛石盤對研磨盤壓力的實際大小。由于金剛石盤下壓時與研磨盤接觸的位置是大致確定的，因此在其他實施例中，也可以將壓力傳感器202設(shè)于研磨盤上。
傳統(tǒng)的研磨設(shè)備，是由馬達驅(qū)動金剛石盤轉(zhuǎn)動。具體可參見圖3，馬達與主動輪302固定連接，金剛石盤與傳動輪304固定連接，主動輪302通過皮帶306帶動傳動輪304，進而帶動金剛石盤轉(zhuǎn)動。這種研磨設(shè)備一般通過監(jiān)控馬達的轉(zhuǎn)速來監(jiān)控金剛石盤的轉(zhuǎn)速。然而，由于皮帶老化、松脫等原因，金剛石盤的轉(zhuǎn)速會與馬達的轉(zhuǎn)速不一致，使得金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速無法被監(jiān)控。為了對金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速進行監(jiān)控，可以在傳動輪304附近加裝轉(zhuǎn)速傳感器206。具體可以是在傳動輪304邊緣安裝一個固定在傳動輪上的擋片，并在研磨盤調(diào)節(jié)器的固定端安裝一個光感式遮擋傳感器。傳動輪304每旋轉(zhuǎn)一周，擋片就會將光遮擋一次，該光感式遮擋傳感器據(jù)此就可以獲取金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器206與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210電連接，用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給研 磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，由研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信息，參見圖4。加裝轉(zhuǎn)速傳感器206后，就可以檢測到金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速，避免了金剛石盤轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速不符造成產(chǎn)品報廢。圖4所示實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置還包括與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210連接的位置傳感器204。位置傳感器204用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。位置傳感器204獲取的是研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210是根據(jù)研磨設(shè)備機臺的降下命令和位置傳感器的位置信號共同確定位置信息。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器上還設(shè)有清洗頭，用于對研磨設(shè)備上的清洗盤(Clean cup)進行清洗。清洗盤上安裝有清洗狀態(tài)傳感器，用以獲知清洗盤是否處于被清洗的狀態(tài)。清洗狀態(tài)傳感器可以采用壓力傳感器。研磨盤調(diào)節(jié)器處于清洗狀態(tài)時，會擺動到相應(yīng)位置。將清洗狀態(tài)傳感器連接到研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，就可以進一步監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器的位置。監(jiān)控位置信息可以避免由于研磨盤調(diào)節(jié)器沒有達到預(yù)定位置而造成與其他部件的碰撞。在研磨盤調(diào)節(jié)器位置異常時，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210會發(fā)出鎖定命令，阻止研磨盤調(diào)節(jié)器位的移動，避免與其他部件相撞，造成損壞。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置還包括與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210連接的報警模塊220。研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210還用于獲取用戶在研磨設(shè)備機臺所設(shè)定的壓力、轉(zhuǎn)速，并與傳感器獲取的壓力和轉(zhuǎn)速大小進行比較，若壓力或轉(zhuǎn)速的差距大于一個預(yù)設(shè)值，則研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210向報警模塊220輸出報警信號，報警模塊220報警，提醒操作員設(shè)備出現(xiàn)異常。該預(yù)設(shè)值可以是由操作員給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210設(shè)定的一個經(jīng)驗值，也可以是由研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210根據(jù)設(shè)定的壓力或轉(zhuǎn)速依據(jù)一個比例自動計算，例如可以取設(shè)定的壓力或轉(zhuǎn)速的10%。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置可以適用于應(yīng)用材料有限公司的Mirra3400研磨機臺等研磨設(shè)備。研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210輸出報警信號可以是輸出到機臺的DIO 口控制機臺進行報警。還提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，圖5是一個實施例研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法流程圖，包括監(jiān)控壓力的步驟S50，S50又 包括以下3個步驟S502，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號。通過設(shè)置壓力傳感器來獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小。S504,對壓力信號進行處理，生成壓力信息。S506，顯示壓力信息。還包括監(jiān)控位置的步驟S51，S51又包括以下3個步驟S512，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成位置信號。通過設(shè)置位置傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置。S514，對位置信號進行處理，生成位置信息。S516,顯示位置信息。還包括監(jiān)控轉(zhuǎn)速的步驟S52，S52又包括以下3個步驟S522，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號。通過設(shè)置轉(zhuǎn)速傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速。S524，對轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息。S526，顯示轉(zhuǎn)速信息。需要注意到是，S50、S51、S52三個大步驟之間是沒有先后順序的要求的。本實施例中，在S50、S51、S52三步驟后，還包括步驟S60 :將設(shè)定的參數(shù)與實際的參數(shù)進行比較，若兩者的差距大于一個預(yù)設(shè)值，則進行報警。所述參數(shù)可以是壓力或轉(zhuǎn)速。當參數(shù)是壓力時，S60就是將設(shè)定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于一個預(yù)設(shè)值則進行報警。當參數(shù)是轉(zhuǎn)速時，S60就是將馬達的轉(zhuǎn)速與金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于一個預(yù)設(shè)值則進行報警。該預(yù)設(shè)值可以是由操作員設(shè)定的一個經(jīng)驗值，也可以是根據(jù)設(shè)定的壓力或轉(zhuǎn)速依據(jù)一個比例自動計算得到，例如可以取設(shè)定的壓力或轉(zhuǎn)速的10%。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的位置傳感器，所述位置傳感器用于獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述位置傳感器獲取的是所述研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤 的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取設(shè)定的壓力大小，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預(yù)設(shè)值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的馬達的轉(zhuǎn)速，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于第二預(yù)設(shè)值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。
7.一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，包括下列步驟 通過壓力傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號; 對所述壓力信號進行處理，生成壓力信息； 顯示所述壓力信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括下列步驟 通過位置傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成位置信號； 對所述位置信號進行處理，生成位置信息； 顯示所述位置信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括下列步驟 通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號； 對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息； 顯示所述轉(zhuǎn)速信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括將設(shè)定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預(yù)設(shè)值則進行報警的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。本發(fā)明還涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及方法通過設(shè)置壓力傳感器，實時獲取并監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，使得操作員可以在壓力異常時及時注意并進行調(diào)整，避免因壓力異常造成產(chǎn)品報廢，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/304GK102729136SQ20111008229
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月1日
發(fā)明者錢小飛, 陸銘 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司