本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路芯片制造工藝中平坦化技術(shù)已成為與光刻和刻蝕同等重要且相互依賴的不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)之一。而化學(xué)機(jī)械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)是集拋光、清洗、干燥、在線檢測(cè)、終點(diǎn)檢測(cè)等技術(shù)于一體的化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù)。CMP設(shè)備是完全自動(dòng)化的，不需要人為手動(dòng)操作，保證晶圓在生產(chǎn)過程中每一模塊每一環(huán)節(jié)的安全性，對(duì)于安全生產(chǎn)、降低損耗、提高生產(chǎn)率、增加產(chǎn)能、提高企業(yè)利潤具有重要的意義。CMP設(shè)備主要是通過拋光頭對(duì)晶圓吸附運(yùn)載到拋光墊上進(jìn)行拋光，拋光結(jié)束后再由拋光頭運(yùn)回晶圓裝載支架卸載放片。

現(xiàn)有技術(shù)中，在吸附晶圓和載片傳輸?shù)倪^程中，晶圓會(huì)因?yàn)楦鞣N原因在各個(gè)位置脫離拋光頭的吸附膜發(fā)生掉片的情況，此時(shí)拋光盤在旋轉(zhuǎn)，頭也在旋轉(zhuǎn)，那么晶圓掉落不僅會(huì)對(duì)晶圓造成破壞性的損傷，對(duì)拋光頭、拋光盤以及擋板也會(huì)有造成損傷的可能性。另外，發(fā)生晶圓和設(shè)備損傷的情況時(shí)，機(jī)臺(tái)必須停機(jī)清理，更換耗材并進(jìn)行維護(hù)和測(cè)試，損失已損壞晶圓和耗材的同時(shí)，還降低了產(chǎn)能和效率，對(duì)企業(yè)的正常生產(chǎn)和生產(chǎn)利潤造成很大的影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，用于檢測(cè)吸附膜是否掉片，從而避免對(duì)拋光頭、拋光盤以及擋板造成損傷，提高產(chǎn)能和效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，包括以下步驟：在拋光頭真空抓片的過程以及載片傳送的過程中，監(jiān)測(cè)所述拋光頭的抓片區(qū)域的真空吸附壓力；如果所述真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值，則認(rèn)定所述拋光頭掉片，并控制停止運(yùn)行所述拋光頭。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，實(shí)時(shí)檢測(cè)抓片區(qū)域的壓力，并對(duì)這些區(qū)域的壓力變化進(jìn)行比較分析，以此為條件來判斷是否發(fā)生掉片，從而避免對(duì)拋光頭、拋光盤以及擋板造成損傷，提高產(chǎn)能和效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，所述拋光頭的抓片區(qū)域包括多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)，當(dāng)所述多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)中存在至少一個(gè)吸附點(diǎn)的真空吸附壓力超過所述預(yù)定壓力閾值時(shí)，認(rèn)定所述拋光頭的掉片。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定壓力閾值是根據(jù)所述拋光頭的抓片區(qū)域在正常抓片是采用的吸附壓力設(shè)定的。

進(jìn)一步地，在判斷所述拋光頭掉片后，還包括：進(jìn)行報(bào)警。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè)吸附膜是否掉片，從而避免對(duì)拋光頭、拋光盤以及擋板造成損傷，提高產(chǎn)能和效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例公開了一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)，包括：壓力監(jiān)測(cè)模塊，所述壓力監(jiān)測(cè)模塊與拋光頭相連，以在所述拋光頭真空抓片的過程以及載片傳送的過程中，監(jiān)測(cè)所述拋光頭的抓片區(qū)域的真空吸附壓力；控制模塊，所述控制模塊分別與所述壓力監(jiān)測(cè)模塊和所述拋光頭的電子控制單元相連，以在所述真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值時(shí)則判所述認(rèn)定所述拋光頭掉片，并在認(rèn)定所述拋光頭掉片后控制停止運(yùn)行所述拋光頭。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)檢測(cè)抓片區(qū)域的壓力，并對(duì)這些區(qū)域的壓力變化進(jìn)行比較分析，以此為條件來判斷是否發(fā)生掉片，從而避免對(duì)拋光頭、拋光盤以及擋板造成損傷，提高產(chǎn)能和效率。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)，還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

進(jìn)一步地，所述拋光頭的抓片區(qū)域包括多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)，所述控制模塊進(jìn)一步用于當(dāng)所述多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)中存在至少一個(gè)吸附點(diǎn)的真空吸附壓力超過所述預(yù)定壓力閾值時(shí)，認(rèn)定所述拋光頭掉片。

進(jìn)一步地，所述預(yù)定壓力閾值是根據(jù)所述拋光頭的抓片區(qū)域在正常抓片是采用的吸附壓力設(shè)定的。

進(jìn)一步地，還包括：報(bào)警模塊，所述報(bào)警模塊與所述控制模塊相連，以根據(jù)所述控制模塊發(fā)送的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警；其中，所述控制模塊還用于在認(rèn)定所述拋光頭掉片后，向所述報(bào)警模塊發(fā)送所述信號(hào)。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法的流程圖；

圖2(a)-(c)分別是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中晶圓與拋光頭貼合、松動(dòng)和脫落的示意圖；

圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中采用三個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)的吸附壓力曲線圖；

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。

以下結(jié)合附圖描述本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法的流程圖。如圖1所示，一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S110：在拋光頭真空抓片的過程以及載片傳送的過程中，監(jiān)測(cè)拋光頭的抓片區(qū)域的真空吸附壓力。

S120：如果真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值，則認(rèn)定拋光頭掉片，并控制停止運(yùn)行拋光頭。

具體地，圖2(a)-(c)分別是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中晶圓與拋光頭貼合、松動(dòng)和脫落的示意圖。如圖2(a)-(c)所示，晶圓2開始處于與拋光頭1貼合狀態(tài)，一旦有異常情況會(huì)有松動(dòng)，進(jìn)而會(huì)脫落。在晶圓2與吸附膜3緊密貼合與脫落的狀態(tài)下，抓片區(qū)域壓力都是平穩(wěn)不變的，而在晶圓2與吸附膜3接觸出現(xiàn)松動(dòng)的瞬間，抓片區(qū)域的壓力會(huì)有一個(gè)跳變，通過抓取這個(gè)壓力跳變，來判斷晶圓2與吸附膜3的接觸狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)拋光頭1的掉片監(jiān)測(cè)，并在控制停止運(yùn)行拋光頭1。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，拋光頭的抓片區(qū)域包括多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)，當(dāng)多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)中存在至少一個(gè)吸附點(diǎn)的真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值時(shí)，認(rèn)定拋光頭的掉片。

在本發(fā)明的一個(gè)示例中，圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中采用三個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)的吸附壓力曲線圖。如圖3所示，三條曲線分別代表三個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)的壓力變化曲線。橫軸坐標(biāo)代表采樣點(diǎn)，或者序號(hào)，每隔200ms采樣一次，橫軸總共50個(gè)采樣點(diǎn)，總時(shí)長10s。在15×200ms-18×200ms期間，三個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)的壓力發(fā)生跳變，且壓力大于預(yù)定壓力閾值(在本示例中，預(yù)定壓力閾值為-1.5psi)，由此認(rèn)定拋光頭的掉片。需要說明的是，負(fù)壓吸附點(diǎn)可以為一個(gè)或多個(gè)，且當(dāng)負(fù)壓吸附點(diǎn)為多個(gè)時(shí)，可以隨機(jī)或選定其中的一個(gè)或多個(gè)吸附晶圓。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定壓力閾值是根據(jù)拋光頭的抓片區(qū)域在正常抓片是采用的吸附壓力設(shè)定的。正常抓片指的是晶圓與拋光頭之間處于貼合狀態(tài)，如圖2(a)所示。根據(jù)正常抓片是的壓力值設(shè)定預(yù)定壓力閾值針對(duì)性強(qiáng)，對(duì)拋光頭掉片判斷準(zhǔn)確性高。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在判斷拋光頭掉片后，還包括：進(jìn)行報(bào)警。報(bào)警的方式可以包括進(jìn)行蜂鳴報(bào)警和向指定終端進(jìn)行報(bào)警。

本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法，通過監(jiān)測(cè)拋光頭抓片區(qū)域的壓力變化來判斷拋光頭真空抓片以及載片傳送的過程中是否發(fā)生掉片，在掉片時(shí)及時(shí)停止拋光頭設(shè)備，有效保護(hù)晶圓和拋光頭設(shè)備、提高機(jī)臺(tái)可靠性和智能化控制。

圖4是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。如圖4所示，一種CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)，包括：壓力監(jiān)測(cè)模塊210和控制模塊220。

其中，壓力監(jiān)測(cè)模塊210與拋光頭相連，以在拋光頭真空抓片的過程以及載片傳送的過程中，監(jiān)測(cè)拋光頭的抓片區(qū)域的真空吸附壓力?？刂颇K220分別與壓力監(jiān)測(cè)模塊210和拋光頭的電子控制單元相連，以在真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值時(shí)則判認(rèn)定拋光頭掉片，并在認(rèn)定拋光頭掉片后控制停止運(yùn)行拋光頭。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，拋光頭的抓片區(qū)域包括多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)，控制模塊220進(jìn)一步用于當(dāng)多個(gè)負(fù)壓吸附點(diǎn)中存在至少一個(gè)吸附點(diǎn)的真空吸附壓力超過預(yù)定壓力閾值時(shí)，認(rèn)定拋光頭掉片。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定壓力閾值是根據(jù)拋光頭的抓片區(qū)域在正常抓片是采用的吸附壓力設(shè)定的。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)還包括報(bào)警模塊，報(bào)警模塊與控制模塊相連，以根據(jù)控制模塊發(fā)送的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行報(bào)警。其中，控制模塊220用于在認(rèn)定拋光頭掉片后，向報(bào)警模塊發(fā)送信號(hào)。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)系統(tǒng)的具體實(shí)施方式與本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法的具體實(shí)施方式類似，具體參見方法部分的描述，為了減少冗余，不作贅述。

另外，本發(fā)明實(shí)施例的CMP設(shè)備拋光頭掉片檢測(cè)方法和系統(tǒng)的其它構(gòu)成以及作用對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是已知的，為了減少冗余，不做贅述。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同限定。