專利名稱：研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法
研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及監(jiān)控方法
技術領域：
本發(fā)明涉及半導體工藝，尤其涉及一種CMP工藝中的圓片研磨設備的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，還涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。
背景技術：
研磨盤調(diào)節(jié)器(PadConditioner)對CMP (Chemical Mechanical Planarization,化學機械平坦化)的工藝過程至關重要，它通過表面的金剛石顆粒，在壓力的作用下對研磨盤(Pad)進行研磨，能優(yōu)化研磨盤的紋理，提升研磨盤壽命，同時能輔助研磨液在研磨盤上面的均勻分布，它對研磨率和均勻度有著至關重要的影響。圖I是一個傳統(tǒng)的圓片研磨設備的結構示意圖，包括研磨盤(Pad) 12，研磨頭(Polishing Head) 14,噴頭 16 以及研磨盤調(diào)節(jié)器(Pad Conditioner) 18。對圓片(Wafer)進行研磨時，圓片置于研磨盤12上，研磨盤12以一定速度旋轉(zhuǎn)，由研磨頭14對圓片進行研磨。噴頭16向圓片的表面噴灑研磨液。研磨盤調(diào)節(jié)器18設置在研磨盤12的邊緣，其包括金剛石盤182，研磨盤調(diào)節(jié)器18驅(qū)動金剛石盤182旋轉(zhuǎn)，并由金剛石盤182對研磨盤12施加一下壓力。傳統(tǒng)的一種研磨盤調(diào)節(jié)器，反饋的金剛石盤182對研磨盤12的下壓力，是將設定壓力進行顯示。而這種方式不能反映真實的下壓力，存在隱患。例如控制金剛石盤182下壓的管路若是斷開了，則金剛石盤182不會壓下去，而這時監(jiān)測到的下壓力還會是設定的壓力值。

發(fā)明內(nèi)容為了解決傳統(tǒng)的研磨設備監(jiān)測的研磨盤調(diào)節(jié)器壓力值不準確的問題，有必要提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置。一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的位置傳感器，所述位置傳感器用于獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。優(yōu)選的，所述位置傳感器獲取的是所述研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信肩、O優(yōu)選的，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取設定的壓力大小，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預設值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的馬達的轉(zhuǎn)速，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于第二預設值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。還有必要提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，包括下列步驟通過壓力傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號；對所述壓力信號進行處理，生成壓力信息；顯示所述壓力信息。優(yōu)選的，還包括下列步驟通過位置傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成 位置信號；對所述位置信號進行處理，生成位置信息；顯示所述位置信息。優(yōu)選的，還包括下列步驟通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號；對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息；顯示所述轉(zhuǎn)速信息。優(yōu)選的，還包括將設定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預設值則進行報警的步驟。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及方法通過設置壓力傳感器，實時獲取并監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，使得操作員可以在壓力異常時及時注意并進行調(diào)整，避免因壓力異常造成產(chǎn)品報廢，降低了生產(chǎn)成本。

圖I是一個傳統(tǒng)的圓片研磨設備的結構示意圖；圖2是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結構圖；圖3為傳統(tǒng)的研磨盤調(diào)節(jié)器的傳動結構示意圖；圖4是另一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結構圖；圖5是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法流程圖。
具體實施方式為使本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細的說明。圖2是一個實施例中研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置的結構圖，包括相互連接的壓力傳感器202和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210。壓力傳感器202用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。在本實施例中，壓力傳感器202設置于研磨盤調(diào)節(jié)器上，檢測研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤壓在研磨盤上時，金剛石盤對研磨盤壓力的實際大小。由于金剛石盤下壓時與研磨盤接觸的位置是大致確定的，因此在其他實施例中，也可以將壓力傳感器202設于研磨盤上。
傳統(tǒng)的研磨設備，是由馬達驅(qū)動金剛石盤轉(zhuǎn)動。具體可參見圖3，馬達與主動輪302固定連接，金剛石盤與傳動輪304固定連接，主動輪302通過皮帶306帶動傳動輪304，進而帶動金剛石盤轉(zhuǎn)動。這種研磨設備一般通過監(jiān)控馬達的轉(zhuǎn)速來監(jiān)控金剛石盤的轉(zhuǎn)速。然而，由于皮帶老化、松脫等原因，金剛石盤的轉(zhuǎn)速會與馬達的轉(zhuǎn)速不一致，使得金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速無法被監(jiān)控。為了對金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速進行監(jiān)控，可以在傳動輪304附近加裝轉(zhuǎn)速傳感器206。具體可以是在傳動輪304邊緣安裝一個固定在傳動輪上的擋片，并在研磨盤調(diào)節(jié)器的固定端安裝一個光感式遮擋傳感器。傳動輪304每旋轉(zhuǎn)一周，擋片就會將光遮擋一次，該光感式遮擋傳感器據(jù)此就可以獲取金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速傳感器206與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210電連接，用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給研 磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，由研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信息，參見圖4。加裝轉(zhuǎn)速傳感器206后，就可以檢測到金剛石盤的實際轉(zhuǎn)速，避免了金剛石盤轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速不符造成產(chǎn)品報廢。圖4所示實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置還包括與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210連接的位置傳感器204。位置傳感器204用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210對位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。位置傳感器204獲取的是研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210是根據(jù)研磨設備機臺的降下命令和位置傳感器的位置信號共同確定位置信息。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器上還設有清洗頭，用于對研磨設備上的清洗盤(Clean cup)進行清洗。清洗盤上安裝有清洗狀態(tài)傳感器，用以獲知清洗盤是否處于被清洗的狀態(tài)。清洗狀態(tài)傳感器可以采用壓力傳感器。研磨盤調(diào)節(jié)器處于清洗狀態(tài)時，會擺動到相應位置。將清洗狀態(tài)傳感器連接到研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210，就可以進一步監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器的位置。監(jiān)控位置信息可以避免由于研磨盤調(diào)節(jié)器沒有達到預定位置而造成與其他部件的碰撞。在研磨盤調(diào)節(jié)器位置異常時，研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210會發(fā)出鎖定命令，阻止研磨盤調(diào)節(jié)器位的移動，避免與其他部件相撞，造成損壞。在本實施例中，研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置還包括與研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210連接的報警模塊220。研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210還用于獲取用戶在研磨設備機臺所設定的壓力、轉(zhuǎn)速，并與傳感器獲取的壓力和轉(zhuǎn)速大小進行比較，若壓力或轉(zhuǎn)速的差距大于一個預設值，則研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210向報警模塊220輸出報警信號，報警模塊220報警，提醒操作員設備出現(xiàn)異常。該預設值可以是由操作員給研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210設定的一個經(jīng)驗值，也可以是由研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210根據(jù)設定的壓力或轉(zhuǎn)速依據(jù)一個比例自動計算，例如可以取設定的壓力或轉(zhuǎn)速的10%。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置可以適用于應用材料有限公司的Mirra3400研磨機臺等研磨設備。研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊210輸出報警信號可以是輸出到機臺的DIO 口控制機臺進行報警。還提供一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，圖5是一個實施例研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法流程圖，包括監(jiān)控壓力的步驟S50，S50又 包括以下3個步驟S502，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號。通過設置壓力傳感器來獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小。S504,對壓力信號進行處理，生成壓力信息。S506，顯示壓力信息。還包括監(jiān)控位置的步驟S51，S51又包括以下3個步驟S512，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成位置信號。通過設置位置傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的位置。S514，對位置信號進行處理，生成位置信息。S516,顯示位置信息。還包括監(jiān)控轉(zhuǎn)速的步驟S52，S52又包括以下3個步驟S522，獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號。通過設置轉(zhuǎn)速傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速。S524，對轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息。S526，顯示轉(zhuǎn)速信息。需要注意到是，S50、S51、S52三個大步驟之間是沒有先后順序的要求的。本實施例中，在S50、S51、S52三步驟后，還包括步驟S60 :將設定的參數(shù)與實際的參數(shù)進行比較，若兩者的差距大于一個預設值，則進行報警。所述參數(shù)可以是壓力或轉(zhuǎn)速。當參數(shù)是壓力時，S60就是將設定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于一個預設值則進行報警。當參數(shù)是轉(zhuǎn)速時，S60就是將馬達的轉(zhuǎn)速與金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于一個預設值則進行報警。該預設值可以是由操作員設定的一個經(jīng)驗值，也可以是根據(jù)設定的壓力或轉(zhuǎn)速依據(jù)一個比例自動計算得到，例如可以取設定的壓力或轉(zhuǎn)速的10%。以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。
2.根據(jù)權利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的位置傳感器，所述位置傳感器用于獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，生成位置信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述位置信號進行處理后輸出給顯示器顯示位置信息。
3.根據(jù)權利要求2所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，所述位置傳感器獲取的是所述研磨盤調(diào)節(jié)器在豎直方向的位置。
4.根據(jù)權利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的轉(zhuǎn)速傳感器，所述轉(zhuǎn)速傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤 的轉(zhuǎn)速，生成轉(zhuǎn)速信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理后輸出給顯示器顯示轉(zhuǎn)速信息。
5.根據(jù)權利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取設定的壓力大小，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預設值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警
6.根據(jù)權利要求I所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，其特征在于，還包括與所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊連接的報警模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊還用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器的馬達的轉(zhuǎn)速，并與所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速進行比較，若兩者的差距大于第二預設值，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊向所述報警模塊輸出報警信號，所述報警模塊報警。
7.一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，包括下列步驟 通過壓力傳感器獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，并生成壓力信號; 對所述壓力信號進行處理，生成壓力信息； 顯示所述壓力信息。
8.根據(jù)權利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括下列步驟 通過位置傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的位置，并生成位置信號； 對所述位置信號進行處理，生成位置信息； 顯示所述位置信息。
9.根據(jù)權利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括下列步驟 通過轉(zhuǎn)速傳感器獲取所述研磨盤調(diào)節(jié)器的金剛石盤的轉(zhuǎn)速，并生成轉(zhuǎn)速信號； 對所述轉(zhuǎn)速信號進行處理，生成轉(zhuǎn)速信息； 顯示所述轉(zhuǎn)速信息。
10.根據(jù)權利要求7所述的研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法，其特征在于，還包括將設定的壓力大小與研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小進行比較，若兩者的差距大于第一預設值則進行報警的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置，包括相互連接的壓力傳感器和研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述壓力傳感器用于獲取研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，生成壓力信號并傳輸給所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊，所述研磨盤調(diào)節(jié)器監(jiān)控模塊對所述壓力信號進行處理后輸出給顯示器顯示壓力信息。本發(fā)明還涉及一種研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控方法。上述研磨盤調(diào)節(jié)器的監(jiān)控裝置及方法通過設置壓力傳感器，實時獲取并監(jiān)控研磨盤調(diào)節(jié)器施加給研磨盤的壓力的實際大小，使得操作員可以在壓力異常時及時注意并進行調(diào)整，避免因壓力異常造成產(chǎn)品報廢，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L21/304GK102729136SQ20111008229
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權日2011年4月1日
發(fā)明者錢小飛, 陸銘 申請人:無錫華潤上華半導體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司