[实用新型]研磨垫修整器及化学机械研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种研磨垫修整器及化学机械研磨装置。

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。

典型的修整器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。在利用修整器对研磨垫进行修整的过程中，修整器同时作转动及往复平移运动，且修整器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，由于在化学机械研磨过程中，为了实现对研磨垫的实时修整，修整器与研磨头在研磨垫所在平面内的平移运动是同向的。而修整器的平移运动是由一驱动马达带动，当驱动马达出现异常时，修整器的移动路径或移动速度会与原设定路径或设定速度发生偏移，从而可能会发生与研磨头的碰撞。当修整器与研磨头发生碰撞时，会有异物掉落于研磨垫或研磨头上，从而极易对晶圆造成刮伤，设置导致晶圆的报废。

因此，如何防止研磨头与修整器发生碰撞，从而避免晶圆刮伤甚至报废，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研磨垫修整器及化学机械研磨装置，用以解决现有技术中的研磨垫修整器易于研磨头发生碰撞的技术问题，从而避免晶圆刮伤甚至报废。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种研磨垫修整器，包括修整头，所述修整头中安装有相互连接的传感器和控制器，所述传感器用于检测所述修整头与研磨头之间的距离并传输至所述控制器；所述控制器中存储有一预设距离，用于在所述修整头与所述研磨头之间的距离小于所述预设距离时，改变所述修整头的运动状态，以避免所述修整头与所述研磨头发生碰撞。

优选的，所述传感器为超声波测距传感器。

优选的，所述研磨垫修整器还包括第一驱动器，用于驱动所述修整头按照第一预设路径进行运动；且所述第一驱动器连接所述控制器，所述控制器在所述修整头与所述研磨头之间的距离小于所述预设距离时向所述第一驱动器发送控制信号，以改变所述修整头的运动状态。

优选的，改变所述修整头的运动状态包括驱动所述修整头按照第二预设路径进行运动或者驱动所述修整头停止运动。

优选的，所述第二预设路径与所述第一预设路径的运动方向相反。

优选的，所述控制器与用于驱动所述研磨头运动的第二驱动器连接；所述第二驱动器用于驱动所述研磨头按照第三预设路径进行运动，且所述控制器在所述修整头与所述研磨头之间的距离小于所述预设距离时向所述第二驱动器发送控制信号，改变所述研磨头的运动状态。

优选的，改变所述研磨头的运动状态包括驱动所述研磨头按照第四预设路径进行运动或者驱动所述研磨头停止运动。

优选的，所述传感器包括多个子传感器，多个所述子传感器环绕所述修整头的轴向设置、且均与所述控制器连接。

优选的，所述研磨垫修整器还包括报警器，所述报警器连接所述控制器，用于在所述修整头与所述研磨头之间的距离小于所述预设距离时发出报警信号。

为解决上述问题，本实用新型还提供了一种化学机械研磨装置，包括上述任一项所述的研磨垫修整器。

本实用新型提供的研磨垫修整器及化学机械研磨装置，通过在研磨垫修整器的修整头中设置相互连接的传感器和控制器，通过传感器实时检测修整头与研磨头之间的距离，并在修整头与研磨头之间的距离小于预设距离时，通过控制器改变研磨头的运动状态，从而有效的防止修整头与研磨头发生碰撞，避免了因碰撞导致的异物掉落对晶圆的损伤。

附图说明

附图1是本实用新型第一具体实施方式中研磨垫修整器的结构示意图；