[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，包括研磨垫、研磨头以及运动组件，所述运动组件用于驱动所述研磨头平移运动，所述运动组件上固定有一与所述研磨头同步平移运动的传感器，所述研磨头设置在所述传感器在研磨垫上的一闭合投影区域内，用于检测晶圆是否从所述研磨头脱落。本实用新型实现了实时并多角度检测晶圆是否从研磨头上脱落，提高了检测结果的可靠性，避免了在晶圆掉落后因研磨头和研磨盘的持续转动对晶圆造成的损伤。

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 Polish，CMP)工艺是一种平坦化工艺，从1990年被引入集成电路制造工艺以来，经过不断实践和发展，已成为推动集成电路技术节点不断缩小的关键工艺。在当今快速发展的半导体制造工业中，化学机械研磨是平整和抛光半导体衬底从而去除半导体衬底表面上方多余材料的有利及有优势的方法。

化学机械研磨时利用混有极小磨粒的化学溶液与加工表面发生化学反应来改变其表面的化学键，生成容易以机械方式去除的产物，再经机械摩擦去除化学反应物来获得超光滑无损伤的平坦化表面的。

在进行化学机械研磨的过程中，由于晶圆与研磨垫之间的相对运动，会发生晶圆从研磨头上掉落的问题。晶圆掉落后，会因研磨头和研磨盘的持续转动造成损伤甚至破片。现有技术中，会在研磨头上端的研磨头装载组件的一侧安装一传感器，通过所述传感器持续检测所述晶圆是否同所述研磨头上掉落。但是，由于现有技术中的传感器是固定于研磨头装载组件一侧的一固定位置处，因而只有当所述晶圆掉落的位置正好位于所述传感器下方时，才能被所述传感器检测到，检测范围较小，检测结果的可靠性较低。

因此，如何及时、准确的检测晶圆是否从研磨头上掉落，并提高检测结果的可靠性，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，用以解决现有技术不能及时、准确检测晶圆是否从研磨头掉落的问题，以提高检测结果的可靠性。

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，包括研磨垫、研磨头以及运动组件，所述运动组件用于驱动所述研磨头平移运动，所述运动组件上固定有一与所述研磨头同步平移运动的传感器，所述研磨头设置在所述传感器在研磨垫上的一闭合投影区域内，所述传感器用于检测晶圆是否从所述研磨头脱落。

优选的，所述传感器包括一控制芯片及多个处理元件；多个所述处理元件关于所述传感器的轴向对称分布，且均与所述控制芯片连接；所述处理元件用于向垂直于所述研磨垫的方向发射光信号，并接收经的反射的光信号；所述控制芯片用于根据所述经反射的光信号的强度判断所述晶圆是否从所述研磨头脱落。

优选的，所述传感器还包括一报警器，所述报警器与所述控制芯片连接，用于在所述控制芯片确认所述晶圆从所述研磨头脱落时发出警报。

优选的，所述传感器包括多个子传感器，多个所述子传感器关于所述传感器的轴向对称分布；所述子传感器包括相互连接的控制芯片和处理元件，所述处理元件用于向垂直于所述研磨垫的方向发射光信号，并接收经反射的光信号；所述控制芯片用于根据所述经反射的光信号的强度判断所述晶圆是否从所述研磨头脱落。

优选的，所述传感器还包括一报警器；所述报警器同时连接多个所述子传感器，用于在所述子传感器的控制芯片确认所述晶圆从所述研磨头脱落时发出警报。

优选的，所述子传感器还包括一报警器；所述报警器连接所述控制芯片，用于在所述控制芯片确认所述晶圆从所述研磨头脱落时发出警报。

优选的，所述处理元件包括激光发射器和激光接收器；所述激光发射器，连接所述控制芯片，用于向垂直于所述研磨垫的方向发射激光信号；所述激光接收器，连接所述控制芯片，用于接收经反射的激光信号，并将所述经反射的激光信号传输至所述控制芯片。