[发明专利]化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置及温度信号的利用

权利要求书

1.一种化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：包括温度传感器、信号处理模块、导电滑环、信号接收装置、电源及连接各组件间的导线，其中，温度传感器通过导线与信号处理模块连接，信号处理模块通过导电滑环与信号接收装置和电源连接，温度传感器安装在被抛光工件的夹持器上，其感温区域与被抛光工件的背面接触，信号处理模块固定于夹持器上，导电滑环安装在夹持器上并与夹持器同轴；当抛光界面温度上升速度不影响热电阻温度传感器对温度测量的准确性时，所述温度传感器采用热电阻温度传感器，当抛光界面温度上升速度影响热电阻温度传感器对温度测量的准确性时，所述温度传感器采用热电偶温度传感器。

2.根据权利要求1所述的化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：所述温度传感器通过压簧式安装方式安装于夹持器上，温度传感器通过弹簧紧压于被抛光工件背面，弹簧弹力需要根据抛光压力调节，使其不至于导致工件变形；或者所述温度传感器通过螺钉式安装方式安装于夹持器上，传感器的端面与夹持器的底面在同一平面上，使其能与被抛光工件背面良好接触；或者所述温度传感器嵌入于夹持器中，传感器的底面与夹持器的底面在同一平面上，使其能与被抛光工件背面良好接触。

3.根据权利要求1所述的化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：所述热电阻温度传感器的感温元件在传感器的底部，即温度传感器与被抛光工件接触的一端，感温元件优先采用横向放置，使感温元件与被抛光工件更贴近。

4.根据权利要求1所述的化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：所述信号处理模块为与温度传感器相配合的温度变送器。

5.根据权利要求1所述的化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：所述信号接收装置实时显示出温度信号的数值和变化，并得到温度数值曲线。

6.根据权利要求5所述的化学机械抛光过程中抛光界面的温度检测装置，其特征在于：所述信号接收装置是安装有数据采集卡和LabVIEW程序的电脑，通过LabVIEW程序处理温度信号，得到温度数值及其变化曲线。

7.一种利用检测得到的抛光界面温度信号进行抛光终点在线检测的方法，其特征在于：被抛光工件由至少两层材料组成，终点在线检测方法至少包括如下步骤：

(1)利用本发明专利所提供的温度检测装置检测抛光界面的温度；

(2)利用温度检测装置中信号接收装置对信号进行处理，得到抛光界面温度变化曲线；

(3)监控抛光界面温度变化曲线，并根据其变化判断是否达到抛光终点。

8.根据权利要求7所述的抛光终点在线检测的方法，其特征在于：所述被抛光工件由底层和覆盖于底层的待去除层组成，两层材料与抛光垫的摩擦系数不相同，待抛光层材料去除后露出底层材料，所述抛光界面温度变化曲线在此时会出现转折，抛光工艺即可停止。

9.一种利用检测得到的抛光界面温度信号对抛光过程进行监控的方法，其特征在于：所述监控方法可以概括为如下步骤：

(1)利用本发明专利所提供的温度检测装置检测抛光界面的温度；

(2)将不同工艺参数下的正常抛光界面温度及其变化情况存档；

(3)实际抛光工作时，将采集到的抛光界面温度与相同加工条件下的正常温度范围进行比较，如果采集到的温度不在正常的温度范围，则说明加工过程存在异常。