[发明专利]化学机械研磨设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种化学机械研磨设备。

背景技术

化学机械研磨(CMP，chemical mechanical polishing，也称为化学机械抛光)目前被广泛用于半导体制造过程中的表面平坦化工艺处理。化学机械研磨的过程是把晶圆放在旋转的研磨垫上，再加一定的压力，用化学研磨液来研磨晶圆以使晶圆平坦化。在化学机械研磨设备对硅片进行研磨的过程中，研磨剂(抛光液)通过管路流在研磨垫上，在研磨过程中起到润滑作用，并且研磨剂也可与所研磨的硅片起适当的化学反应，提高研磨去除速度。

诸如美国应用材料公司生产的Mirra Mesa之类的化学机械研磨设备通过研磨剂传递机械臂来传递研磨剂。为了防止在使用了研磨剂传递机械臂之后忘记使研磨剂传递机械臂复位，设计了近距离开关来检测研磨剂传递机械臂的实际位置。

图1示意性地示出了研磨剂传递机械臂的示意图。该研磨剂传递机械臂包括：可旋转的机械臂部分1、不可旋转的机械臂保持部分2、布置在机械臂保持部分2上的传感器安装孔3、以及布置在传感器安装孔3内的机械臂传感器(未示出)。其中，传感器安装孔3对应于机械臂部分1的复位位置。

机械臂传感器例如是近距离开关，一种无源元件。其中，机械臂传感器用于在开始进行学机械研磨处理之前在感测到机械臂部分1未复位时发出相应的信号。例如，在感测到机械臂部分1已经复位时，机械臂传感器发出信号“0”；反之，在感测到机械臂部分1未复位时，机械臂传感器发出信号“1”。

具体地说，图2示意性地示出了图1所示的研磨剂传递机械臂未复位时的示意图。如图2所示，由于可旋转的机械臂部分1相对于不可旋转的机械臂保持部分2的旋转，当机械臂部分1上设置的检测对象(如黑色半圆所表示，检测对象覆盖机械臂保持部分2的半个圆)未达到对应于机械臂部分1的复位位置的传感器安装孔3时，传感器安装孔3处的机械臂传感器4感测不到机械臂部分1，从而判断机械臂部分1未复位。

图3示意性地示出了图1所示的研磨剂传递机械臂复位时的示意图。如图2所示，由于可旋转的机械臂部分1相对于不可旋转的机械臂保持部分2的旋转，当机械臂部分1上设置的检测对象(如黑色半圆所表示，检测对象覆盖机械臂保持部分2的半个圆)达到对应于机械臂部分1的复位位置的传感器安装孔3时，传感器安装孔3处的机械臂传感器4感测到机械臂部分1，从而判断机械臂部分1已经复位。

但是，如果连接机械臂传感器的电缆发生故障，那么将不会从机械臂传感器发出警告信息机台端接收到的信号是“0”，机台认为机械臂已经复位。所以，这时，即使感测到机械臂部分1未复位，也无法正确地发送警告信号；由此化学机械研磨设备不会停止处理。这样的话，由于机械臂部分1未复位，从而不会传递研磨剂，由此化学机械将在没有研磨剂的情况下进行，从而损坏晶圆。

因此，希望提供一种能够有效地感测机械臂部分是否复位的解决方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，在不改变原有传感器逻辑，通过物理位置调整实现逻辑反转，提供一种能够有效地感测机械臂部分是否复位的化学机械研磨设备。

根据本发明，提供了一种化学机械研磨设备，其包括：可旋转的机械臂部分、不可旋转的机械臂保持部分、布置在机械臂保持部分上的反向传感器安装孔、布置在反向传感器安装孔内的机械臂传感器、布置在机械臂部分上的检测对象、以及处理单元；其中，反向传感器安装孔与对应于机械臂部分的复位位置相对；其中，机械臂传感器用于在开始进行学机械研磨处理之前在感测到机械臂部分复位时发出表示机械臂部分复位的复位通知信号，并且，机械臂传感器在感测到机械臂部分未复位时不发出任何信号；其中，所述检测对象覆盖了的截面的超过180度的扇形部分；并且，一方面，由于可旋转的机械臂部分相对于不可旋转的机械臂保持部分的旋转，当机械臂部分上设置的检测对象所形成的扇形的开口部分未对应于反向传感器安装孔位置处的机械臂传感器时，传感器安装孔处的机械臂传感器感测不到机械臂部分，由此机械臂传感器不发出任何信号；另一方面，由于可旋转的机械臂部分相对于不可旋转的机械臂保持部分的旋转，当机械臂部分上设置的检测对象所形成的扇形的开口部分对应于反向传感器安装孔位置处的机械臂传感器时，传感器安装孔处的机械臂传感器感测到机械臂部分，从而机械臂传感器发出复位通知信号；而且，化学研磨设备的处理单元在从机械臂传感器接收到复位通知信号之后才启动对待处理晶圆的化学研磨处理。