[实用新型]一种压力控制装置和化学机械抛光装置

说明书

本实用新型涉及化学机械抛光技术领域，公开了一种压力控制装置和化学机械抛光装置。压力控制装置包括压力控制模块和第一压力传感器，压力控制模块中集成有正压控制单元和负压控制单元；正压控制单元的输入端连接正压供给源，负压控制单元的输入端连接负压供给源，正压控制单元的输出端与负压控制单元的输出端共同连接终端元件；第一压力传感器连接在终端元件的气路端口处；正压控制单元、负压控制单元和第一压力传感器分别与控制器连接；控制器获取第一压力传感器采集的终端元件的端口压力，并控制正压控制单元和/或负压控制单元的开关，以使端口压力稳定在预设目标压力。化学机械抛光装置包括与承载头内的压力腔室气路连接的压力控制装置。

技术领域

本实用新型涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种压力控制装置和化学机械抛光装置。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是一种全局表面平坦化技术，在半导体制造过程中用以减小晶圆厚度变化和表面形貌的影响。由于CMP可精确并均匀地把晶圆平坦化为需要的厚度和平坦度，已经成为半导体制造过程中应用最广泛的一种表面平坦化技术。

CMP工艺的实现过程为：承载头保持住晶圆并以一定的速度旋转以及水平往复运动，同时施加一定的下压力把晶圆压在旋转的抛光垫上，由亚微米或纳米磨粒和化学溶液组成的抛光液在晶圆与抛光垫之间流动，抛光液在抛光垫的传输和旋转离心力的作用下均匀分布，以在晶圆和抛光垫之间形成一层液体薄膜，液体中的化学成分与晶圆产生化学反应，将不溶物质转化为易溶物质，然后通过磨粒的微机械摩擦将这些化学反应物从晶圆表面去除，溶入流动的液体中带走，即在化学成膜和机械去膜的交替过程中去除表面材料实现表面平坦化处理，从而达到全局平坦化的目的。

承载头的下部设有由弹性膜形成的压力腔室，加压气体被供给到压力腔室中并由压力腔室内的压力来调整承载头、晶圆以及抛光垫三者之间的作用力，在承载头吸附晶圆以及将晶圆下压至抛光垫的过程中，需要对承载头压力腔室内的压力进行精确调节，但是由于调节机构在微小压力范围内不可控，导致在获得微小压力时压力控制不准确，进而影响承载头作业。

综上，现有技术中存在压力控制不准确的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种压力控制装置和化学机械抛光装置，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本实用新型实施例的第一方面提供了一种用于化学机械抛光的压力控制装置，包括压力控制模块和第一压力传感器，所述压力控制模块中集成有正压控制单元和负压控制单元。

所述正压控制单元的输入端连接正压供给源，所述负压控制单元的输入端连接负压供给源，所述正压控制单元的输出端与所述负压控制单元的输出端共同连接终端元件；所述第一压力传感器连接在所述终端元件的气路端口处；所述正压控制单元、所述负压控制单元和所述第一压力传感器分别与控制器连接；所述控制器获取所述第一压力传感器采集的所述终端元件的端口压力，并控制所述正压控制单元和/或所述负压控制单元的开关，以使所述端口压力稳定在预设目标压力。

在一个实施例中，所述压力控制装置还包括设于所述终端元件气路上的第一电磁阀。

在一个实施例中，所述第一电磁阀为三通电磁阀。

在一个实施例中，所述压力控制装置还包括设于所述终端元件气路上的第二电磁阀。

在一个实施例中，所述第二电磁阀为二通电磁阀。

在一个实施例中，所述压力控制模块中还集成有第二压力传感器，所述第二压力传感器与所述正压控制单元和所述负压控制单元的输出端连接。

在一个实施例中，所述压力控制装置还包括连接于所述正压控制单元和所述负压控制单元的输出端的流量传感器，所述流量传感器与所述控制器连接，以使所述控制器利用所述流量传感器检测的流量值判断气路是否有气体泄露。