[实用新型]化学机械研磨装置

说明书

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨装置。所述化学机械研磨装置，包括修整臂和研磨头，还包括控制器、覆盖于所述研磨头表面的导电层、以及安装于所述修整臂上的电感式接近传感器；所述电感式接近传感器连接所述控制器，用于检测所述导电层与所述修整臂之间的距离是否小于预设值，若是，则通过所述控制器发出警报。本实用新型有效避免研磨头与修整臂之间发生碰撞，防止了因碰撞掉落的碎屑对晶圆表面的划伤，确保了化学机械研磨工艺持续、稳定的进行。

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种化学机械研磨装置。

背景技术

化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是一个通过化学反应过程和机械研磨过程共同作用的工艺。研磨过程中研磨头施加一定的压力在晶圆背面使晶圆正面紧贴研磨垫。同时，研磨头带动晶圆和研磨垫同方向旋转，使晶圆正面与研磨垫产生机械摩擦。在研磨过程中，通过一系列复杂的机械和化学作用去除晶圆表面的一层薄膜，从而达到晶圆平坦化的目的。

但是随着化学机械研磨过程的不断进行，研磨垫的物理及化学性能会发生变化，表现为研磨垫表面产生残余物质，微孔的体积缩小、数量减少，表面粗糙度降低，表面发生分子重组现象，形成一定厚度的釉化层，导致研磨速率和研磨质量的降低。因此，必须对研磨垫进行适当的修整，磨蚀该研磨垫的表面并开孔，且在研磨垫的表面上创建微凸物，即以物理方式穿透该研磨垫表面的多孔层。

典型的修整盘一般是金刚石修整器，包括基底以及固结在基底研磨面上的金刚石颗粒，在进行修整时研磨面与研磨垫表面平行。在利用修整盘对研磨垫进行修整的过程中，修整盘在修整臂的带动下围绕一固定点在预设范围内往复摆动，同时所述修整盘持续自转，且修整盘以一定压力压在研磨垫表面，使得金刚石研磨颗粒与研磨垫表面接触并对研磨垫进行切削，从而实现对研磨垫表面的研磨修整，使得研磨垫表面得到所需的粗糙度。

但是，在进行化学机械研磨工艺的过程中，用于固定晶圆的研磨头和用于修整研磨垫的修整臂同时在所述研磨垫所在的区域内进行机械运动。随着机台设备使用时间的延长，修整臂和/或研磨头的运动轨迹会偏离预设轨迹，导致修整臂与研磨头发生碰撞。碰撞的发生，一方面，会影响化学机械研磨工艺的正常进行；另一方面，碰撞产生的碎屑掉落至研磨垫表面，会导致研磨晶圆表面的划伤。

因此，如何避免修整臂与研磨头发生碰撞，防止晶圆划伤，确保化学机械研磨工艺持续、稳定的进行，是目前亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种化学机械研磨装置，用以解决现有的化学机械研磨装置中易发生研磨头与修整臂碰撞的问题，以避免晶圆表面的划伤，确保化学机械研磨工艺持续、稳定的进行。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种化学机械研磨装置，包括修整臂和研磨头，还包括控制器、覆盖于所述研磨头表面的导电层、以及安装于所述修整臂上的电感式接近传感器；所述电感式接近传感器连接所述控制器，用于检测所述导电层与所述修整臂之间的距离是否小于预设值，若是，则通过所述控制器发出警报。

优选的，所述研磨头包括外壳，所述导电层环绕所述外壳的侧壁外表面设置。

优选的，所述修整臂包括修整臂主体以及覆盖于所述修整臂主体表面的绝缘层；所述电感式接近传感器位于所述绝缘层朝向所述研磨头的外表面上。

优选的，所述导电层的材料为金属，所述绝缘层的材料为聚酯。

优选的，所述电感式接近传感器包括多个子传感器，且多个子传感器分布于所述修整臂与研磨盘连接的端部。

优选的，还包括第一驱动器；所述第一驱动器用于驱动所述修整臂沿第一预设路径运动；所述控制器连接所述第一驱动器，用于在所述距离小于预设值时向所述第一驱动器发送第一控制信号，以改变所述修整臂的运动状态。