專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及使用該化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)的領(lǐng)域，特別涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及使用該化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件日益減小，由于多層互連或填充深度比較大的沉積過程帶來晶片表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦困難，對線寬控制能力減弱，從而降低整個(gè)晶片上的線寬的一致性。由此，業(yè)界引入用于平坦化晶片的化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)，該化學(xué)機(jī)械研磨(CMP， Chemical Mechanical Planarization)技術(shù)以其全局平坦化優(yōu)勢快速發(fā)展，廣泛應(yīng)用于深槽填充的平面化、接觸孔和過孔中的金屬接頭的平面化以及中間步驟包含的氧化層和金屬間電介質(zhì)層的平面化等眾多領(lǐng)域。CMP工作原理為將晶片固定于一研磨頭上，并使晶片表面朝下與一研磨墊接觸， 通過晶片表面和研磨墊之間的相對運(yùn)動使得晶片表面平坦化。在CMP過程中，上述的晶片表面和研磨墊之間供給有磨料，磨料通過晶片表面和研磨墊之間的相對轉(zhuǎn)動，均勻分布在晶片表面和研磨墊之間的縫隙中，并和晶片表面欲除去的材料層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成容易去除的材料，接著通過晶片表面和研磨墊相對運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械作用將晶片表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的相對容易去除的材料除去。由于晶片表面高處的圖形更容易和研磨墊接觸而被除去，使得晶片表面高處的圖形比低處的圖形能夠更快地被去除，達(dá)到整個(gè)晶片表面平坦化的效果。因此，該CMP技術(shù)能夠精確并均勻地把晶片拋光為實(shí)際需要的厚度和平坦度，進(jìn)而成為一種廣泛應(yīng)用的研磨技術(shù)。然而業(yè)界對于半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)高性能、低成本與高成品率的追求是不會間斷的， 對其有直接影響的CMP技術(shù)也在不斷地改進(jìn)中。許多提高CMP效率與平坦度的設(shè)備與方法不斷涌現(xiàn)。如下圖1所示出的具有多個(gè)研磨墊結(jié)構(gòu)的CMP設(shè)備。該CMP設(shè)備包括底座100與傳送盤200。其中底座100上設(shè)置有晶片裝卸載裝置 110以及多個(gè)研磨站120a、120b和120c，而每個(gè)研磨站上均設(shè)置有對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)臺121，以及對應(yīng)的研磨墊122位于旋轉(zhuǎn)臺121之上，以在旋轉(zhuǎn)臺121帶動下旋轉(zhuǎn)，而多個(gè)磨料供給裝置 123分別設(shè)置于所述底座100上并能夠向各自的研磨墊122供給磨料。多個(gè)研磨墊整理器 130 一端固定于底座100上，另一端為活動端用于調(diào)節(jié)研磨墊122上的磨料。傳送盤200上形成有研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置230，研磨頭210設(shè)置在研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置230上，且研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置 230控制研磨頭210轉(zhuǎn)動，通過研磨墊122和研磨頭210之間的相對轉(zhuǎn)動將晶片表面需要去除的材料層研磨掉。研磨過程為晶片首先被送入晶片裝卸載裝置110，并裝載于所述研磨頭210上， 晶片表面即含有材料層的表面朝下，然后通過研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置230將所述研磨頭210置于所述研磨墊122上，同時(shí)磨料供給裝置123向研磨墊122供給磨料，依靠研磨墊122和研磨頭210 (所述晶片固定于研磨頭210上)之間的相對轉(zhuǎn)動，從而使所述晶片表面的材料被移除，實(shí)現(xiàn)對晶片表面的平坦化處理。通常，晶片的CMP研磨包含多次研磨步驟，故上述CMP設(shè)備設(shè)置有多個(gè)研磨墊。隨著半導(dǎo)體器件的集成度越來越高，晶片的結(jié)構(gòu)越來越小，使得需要研磨的晶片表面接近于微米級別。故在實(shí)際的CMP研磨過程中，研磨墊整理器130在調(diào)節(jié)研磨墊122 表面磨料的時(shí)候，容易與相對研磨墊轉(zhuǎn)動的研磨頭210發(fā)生碰撞，從而導(dǎo)致整個(gè)CMP設(shè)備停止運(yùn)作，并且容易造成晶片表面的刮傷。如此使得上述研磨墊整理器130和研磨頭210容易被損壞，同時(shí)降低了 CMP設(shè)備的研磨效率和機(jī)臺的使用壽命，同時(shí)也因?yàn)楣蝹F(xiàn)象降低了半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的性能，從而影響了半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的出廠效率。因此在晶片的研磨過程中，降低研磨墊整理器和研磨頭發(fā)生碰撞的幾率成為當(dāng)前需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
在發(fā)明內(nèi)容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實(shí)施方式
部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。為了有效解決上述問題，本發(fā)明提出了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨頭，用于固定待研磨的晶片；旋轉(zhuǎn)臺和固定在所述旋轉(zhuǎn)臺表面的研磨墊，其中所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述研磨墊，使得所述研磨墊與所述研磨頭之間相對運(yùn)動，以對所述晶片進(jìn)行研磨；磨料供給裝置，用于供給磨料至所述研磨墊上；研磨墊整理器，用于調(diào)節(jié)供給至所述研磨墊上的所述磨料的分布；以及檢測器，用于檢測所述研磨墊整理器與所述研磨頭之間的距離，以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。進(jìn)一步地，所述檢測器位于所述研磨墊整理器上。進(jìn)一步地，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括底座，且所述研磨墊整理器的一端固定在所述底座上，形成固定端，另一端繞著所述固定端轉(zhuǎn)動，形成自由端，所述檢測器設(shè)置于所述自由端上。進(jìn)一步地，所述檢測器在檢測到所述研磨墊整理器和所述研磨頭之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。進(jìn)一步地，所述預(yù)定值為0.05英寸。進(jìn)一步地，所述檢測器電連接至控制器，所述控制器接收所述預(yù)警信號，并依據(jù)所述預(yù)警信號停止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的運(yùn)行。進(jìn)一步地，所述檢測器為超聲波檢測器或電磁波檢測器。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種使用上述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法，所述方法包括下列步驟提供待研磨的晶片；采用所述研磨頭固定所述晶片；將所述研磨頭移動至所述研磨墊上，所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述研磨墊，使得所述研磨墊與所述研磨頭之間相對運(yùn)動，以對所述晶片進(jìn)行研磨；采用所述磨料供給裝置向所述研磨墊上供給磨料；采用所述研磨墊整理器調(diào)節(jié)供給至所述研磨墊上的所述磨料的分布，以及
采用所述檢測器檢測所述研磨墊整理器與所述研磨頭之間的距離，以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。進(jìn)一步地，當(dāng)所述檢測器檢測到所述研磨墊整理器和所述研磨頭之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。進(jìn)一步地，通過與所述檢測器電連接的控制器接收所述預(yù)警信號，并依據(jù)所述預(yù)警信號停止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的運(yùn)行。本發(fā)明中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備在晶片研磨過程中能夠降低研磨墊整理器和研磨頭發(fā)生碰撞的幾率，提高研磨頭及研磨墊整理器的使用壽命，同時(shí)提高了 CMP設(shè)備的使用壽命。另外使用本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備不會出現(xiàn)由于研磨墊整理器和研磨頭碰撞導(dǎo)致的晶片表面刮傷的現(xiàn)象，從而可以提高晶片的出廠效率。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A和圖2B是本發(fā)明的實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視圖；圖3是使用本發(fā)明的實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，該設(shè)備增加可檢測所述研磨頭與所述研磨墊整理器之間距離的檢測器，當(dāng)檢測到上述距離小于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。本發(fā)明實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備能夠有效地防止研磨墊整理器和研磨頭的碰撞，有效地保護(hù)化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。參考圖2A所示，圖2A是本發(fā)明的實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備310的俯視圖。該 CMP設(shè)備310包括底座300與傳送盤307。其中底座300上設(shè)置有晶片裝卸載裝置309以及至少一個(gè)研磨站。在每一個(gè)研磨站上設(shè)置有可以旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)臺，該旋轉(zhuǎn)臺上固定有研磨墊302，研磨墊302在旋轉(zhuǎn)臺帶動下繞著一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。為了方便描述，圖2A中只顯示一個(gè)研磨站，相應(yīng)地，圖2A中對應(yīng)該研磨站的其它部件也都顯示一個(gè)，需要說明的是本發(fā)明中的研磨站和相應(yīng)于該研磨站的各個(gè)部件可以不止一個(gè)。傳送盤307上設(shè)置有至少一個(gè)可以旋轉(zhuǎn)的研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置306，該研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置306在靠近研磨墊302的一端固定連接研磨頭304，且研磨頭304隨著研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置 306的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，所述待研磨的晶片固定于所述研磨頭304上，其中晶片需要研磨的表面朝向所述研磨墊302的方向。使旋轉(zhuǎn)臺上的研磨墊302與所述研磨頭304之間相對運(yùn)動 (包括同向或逆向旋轉(zhuǎn))，以對所述晶片進(jìn)行研磨。在本實(shí)施例中，以一個(gè)研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置 306舉例說明，本發(fā)明中不限制該研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置306的數(shù)量，可以依據(jù)實(shí)際的工藝需求設(shè)定。另外，安裝于研磨頭中的晶片的表面包括材料層或多層金屬化互連結(jié)構(gòu)中的介質(zhì)和金屬層。具體地，晶片裝卸載裝置309將所需要研磨的第一晶片303安裝于所述研磨頭304 上，且將需要研磨的晶片表面朝向研磨墊302(即背離研磨頭304)。當(dāng)CMP設(shè)備310運(yùn)行時(shí)，研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置304將固定有第一晶片303的研磨頭304向下壓向所述研磨墊302，同時(shí)控制所述研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置304和旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，如可以使研磨墊302和研磨頭304相互同向旋轉(zhuǎn)(同向旋轉(zhuǎn)時(shí)，研磨墊302的旋轉(zhuǎn)速率和研磨頭304的旋轉(zhuǎn)速率是不同的)或者使其相互逆向旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而可以將第一晶片303表面的不平坦的材料層去除，在本實(shí)施例中，優(yōu)選使用研磨墊302和研磨頭304相互逆向旋轉(zhuǎn)研磨第一晶片303的表面。另外，底座300上還設(shè)置有磨料供給裝置305，該磨料供給裝置305用于給研磨墊 302供給磨料，該磨料在研磨墊302和研磨頭304的作用下，與第一晶片303表面的材料層反應(yīng)，進(jìn)而快速去除第一晶片303表面的材料層。此外，如圖2A所示，底座上還設(shè)置有研磨墊整理器301，該研磨墊整理器301 —端固定在底座上(形成固定端)，另一端可以繞固定端轉(zhuǎn)動(形成自由端)，該研磨墊整理器 301的自由端用于調(diào)節(jié)磨料供給裝置305供給至研磨墊302上的磨料的分布，或可用以清除研磨墊302上多余的磨料，防止研磨墊302和研磨頭304之間存在多余的磨料劃傷第一晶片的表面，以使研磨墊和研磨頭可以對第一晶片表面進(jìn)行有效研磨。進(jìn)一步地，該研磨墊整理器301還可用于將研磨墊302上面的磨料均勻分布。在本實(shí)施例中，該研磨墊整理器301上設(shè)置有檢測器308，用于檢測研磨墊整理器 301與研磨頭304之間的距離，以防止研磨墊整理器301與研磨頭304接觸。優(yōu)選地，檢測器308設(shè)置在研磨墊整理器301的自由端上，檢測器308隨著研磨墊整理器301啟動而啟動。當(dāng)檢測器308檢測到研磨墊整理器301與研磨頭304之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。另外，該檢測器308還可電連接于控制所述CMP設(shè)備310運(yùn)行的控制器311。 當(dāng)檢測器308檢測到研磨墊整理器301與研磨頭304之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號，同時(shí)檢測器308傳送該預(yù)警信號至控制器311，控制器311接收所述預(yù)警信號，并執(zhí)行該預(yù)警信號停止運(yùn)行化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備310，即停止研磨墊302與研磨頭304之間的相對運(yùn)動。在實(shí)際的設(shè)備中，檢測器308電連接于控制CMP設(shè)備310運(yùn)行的控制器311內(nèi)，且使研磨墊整理器301、研磨頭304、研磨墊302位于相對比較密閉的空間，由此檢測器308可以優(yōu)選使用超聲波檢測器，如超聲波測距儀，超聲波雷達(dá)探測器等，其中控制所述CMP設(shè)備運(yùn)行的控制器311可以是控制終端，如計(jì)算機(jī)或單片機(jī)等。此外，本實(shí)施例中的預(yù)定值可以為0. 05英寸，當(dāng)檢測到上述距離小于預(yù)定值0. 05英寸時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。當(dāng)然，在其它的實(shí)施例中，預(yù)定值可以依據(jù)實(shí)際的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的要求而設(shè)定，本發(fā)明對此不限定。進(jìn)一步地，檢測器308可以是電磁波檢測器，例如紅外電磁探測儀。檢測器308可為如帶有顯示裝置的傳感器，該傳感器包括有發(fā)射裝置、接收裝置和顯示器。當(dāng)檢測器308檢測到上述研磨墊整理器301和研磨頭304之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，該發(fā)射裝置發(fā)送信號至接收裝置，該接收裝置接收信號并通過顯示器顯示可以警報(bào)的信號/圖像。優(yōu)選地，圖2A中所示的檢測器308安裝在研磨墊整理器301的自由端上。在實(shí)際的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，檢測器308還可以安裝于研磨墊整理器301的其它位置、底座上、 研磨頭側(cè)邊上或整個(gè)CMP設(shè)備310的其它位置，其能夠?qū)崿F(xiàn)檢測研磨頭304與研磨墊整理器301之間的距離即可。此外，本實(shí)施例中對檢測器308的大小和形狀不進(jìn)行限制，只要能夠安裝在研磨墊整理器301的自由端上即可，例如檢測器308的形狀可以是矩形，其長寬可以是3_*6(^或如111*如111。一般情況下，檢測器的斜對角線的長度優(yōu)選小于15cm，檢測器 308的重量優(yōu)選在2千克以下。圖2A中所示的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的使用可以為首先通過該晶片裝卸載裝置309 將第一晶片303裝載于研磨頭304上，并且將該第一晶片303中待研磨的表面背離研磨頭 304固定，然后通過研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置306將所述研磨頭304壓向于所述研磨墊302上，即第一晶片303與研磨墊302接觸，同時(shí)磨料供給裝置305向研磨墊302供給磨料，依靠研磨墊 302和研磨頭304(所述第一晶片303固定于與研磨頭304上)之間的相對轉(zhuǎn)動將第一晶片303的表面進(jìn)行研磨。此外，在附加有磨料的研磨墊302、研磨頭304對第一晶片303的表面進(jìn)行研磨的過程中，需要采用研磨墊整理器301對研磨墊302表面的磨料進(jìn)行清掃，使該磨料均勻分布于研磨墊表面，或去除不需要的磨料。當(dāng)研磨墊整理器301啟動時(shí)，檢測器 308隨之啟動以檢測研磨頭304與研磨墊整理器301之間的距離，進(jìn)而可以有效防止研磨頭 304與研磨墊整理器301發(fā)生碰撞。參考圖2B所示，圖2B是本發(fā)明的另一實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視圖。 CMP設(shè)備320包括呈圓形對稱分布的三個(gè)研磨站，該三個(gè)研磨站彼此以一定間距相鄰，如圖 2B中所示出的第一研磨站、第二研磨站和第三研磨站，相應(yīng)地，每一個(gè)研磨站上設(shè)置有對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)臺、研磨墊、磨料供給裝置、研磨墊整理器、檢測器、研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置和研磨頭等。上述的檢測器分別設(shè)置在每一個(gè)研磨站相配合的研磨墊整理器的自由端上(如分別相對應(yīng)第一研磨站、第二研磨站和第三研磨站的檢測器可包括第一檢測器，第二檢測器和第三檢測器)，在圖2B所示的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，該第一檢測器獨(dú)立地檢測第一研磨站上的研磨墊整理器與對應(yīng)該研磨墊整理器的研磨頭之間的距離，第二檢測器獨(dú)立地檢測第二研磨站上的研磨墊整理器與對應(yīng)該研磨墊整理器的研磨頭之間的距離，以及第三檢測器獨(dú)立地檢測第三研磨站上研磨墊整理器與對應(yīng)該研磨墊整理器的研磨頭之間的距離。圖2B中的第一檢測器，第二檢測器和第三檢測器分別包含有相對應(yīng)的獨(dú)立的顯示器，如第一顯示器， 第二顯示器和第三顯示器。第一顯示器，第二顯示器和第三顯示器分別用于實(shí)時(shí)顯示其對應(yīng)的第一檢測器，第二檢測器和第三檢測器檢測的信號/圖像。當(dāng)某一檢測器檢測到的所述信號/圖像小于等于預(yù)定值(該處的預(yù)定值為對應(yīng)該信號/圖像的預(yù)定值)時(shí)，其對應(yīng)的顯示器顯示警報(bào)。當(dāng)然，該三個(gè)檢測器可以共用一個(gè)顯示器，對應(yīng)每一個(gè)檢測器有一個(gè)獨(dú)立的顯示區(qū)域(圖未示出)，或者將該三個(gè)檢測器相互獨(dú)立地電連接至控制CMP設(shè)備320運(yùn)行的控制器中，當(dāng)任何一個(gè)檢測器檢測到的距離小于預(yù)定值時(shí)，可以發(fā)送信號至控制器，該控制器依據(jù)所述信號停止所述CMP設(shè)備320的運(yùn)行。另外，該CMP設(shè)備320可以依次通過第一研磨站、第二研磨站和第三研磨站輪流對第一晶片進(jìn)行研磨，如，利用第一研磨站，對第一晶片的材料層進(jìn)行第一研磨步驟的研磨， 接著利用第二研磨站進(jìn)行第二研磨步驟，以及在第二研磨步驟之后對上述的第一晶片再由第三研磨站繼續(xù)第三研磨步驟。該第一研磨步驟、第二研磨步驟和第三研磨步驟的速率、磨料的分布可以自行設(shè)定，相應(yīng)地每一個(gè)研磨步驟中的檢測器均是相互獨(dú)立的工作，其相互之間不會產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。當(dāng)然，上述CMP設(shè)備320還可以是第一研磨站、第二研磨站和第三研磨站分別對三個(gè)不同的晶片同時(shí)進(jìn)行研磨。所述該第一研磨站、第二研磨站和第三研磨站的研磨速率、磨料的分布也可以相同或不同，以及對應(yīng)第一研磨站、第二研磨站和第三研
7磨站的檢測器也可以設(shè)置為不同的檢測設(shè)備，但是需要保證的是各個(gè)檢測器的工作是相互獨(dú)立的，且不產(chǎn)生干擾現(xiàn)象。此外，在實(shí)際的CMP設(shè)備中，各研磨站的間距可以小于0. 1毫米。優(yōu)選地，CMP設(shè)備中的研磨墊和研磨頭之間的磨料可以含有礬土成分或者含有硅石等研磨劑成分，以及在研磨墊和研磨頭之間可采用的壓力大約為1至6磅/平方英尺 (psi) ο在實(shí)際的CMP設(shè)備研磨第一晶片的過程中，可以通過終點(diǎn)檢測、電機(jī)電流檢測或光學(xué)終點(diǎn)檢測對所述第一晶片的厚度進(jìn)行時(shí)時(shí)檢測，當(dāng)該第一晶片的厚度達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 停止研磨。在本實(shí)施例中的研磨頭旋轉(zhuǎn)裝置可以采用馬達(dá)控制。參考圖3所示，圖3所示為使用上述實(shí)施例中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法的流程圖，其步驟包括步驟401 提供待研磨的晶片；步驟402 采用所述研磨頭固定所述晶片；步驟403 將所述研磨頭移動至所述研磨墊上，所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述研磨墊，使得所述研磨墊與所述研磨頭之間相對運(yùn)動，以對所述晶片進(jìn)行研磨；步驟404 采用所述磨料供給裝置向所述研磨墊上供給磨料，采用所述研磨墊整理器調(diào)節(jié)供給至所述研磨墊上的所述磨料的分布；以及步驟405 采用所述檢測器檢測所述研磨墊整理器與所述研磨頭之間的距離，以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。當(dāng)所述檢測器檢測到所述研磨墊整理器和所述研磨頭之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。進(jìn)一步地，通過與所述檢測器電連接的控制器接收所述預(yù)警信號，并依據(jù)所述預(yù)警信號停止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的運(yùn)行。此外，需要說明的是，以上步驟不必嚴(yán)格按照所述順序進(jìn)行，其中有些步驟的順序可以顛倒或者同時(shí)進(jìn)行。例如，步驟403和步驟404可以顛倒進(jìn)行，步驟404和步驟405可以同時(shí)進(jìn)行等等。本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括 研磨頭，用于固定待研磨的晶片；旋轉(zhuǎn)臺和固定在所述旋轉(zhuǎn)臺表面的研磨墊，其中所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述研磨墊，使得所述研磨墊與所述研磨頭之間相對運(yùn)動，以對所述晶片進(jìn)行研磨； 磨料供給裝置，用于供給磨料至所述研磨墊上； 研磨墊整理器，用于調(diào)節(jié)供給至所述研磨墊上的所述磨料的分布；以及檢測器，用于檢測所述研磨墊整理器與所述研磨頭之間的距離，以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述檢測器位于所述研磨墊整理器上。
3.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括底座，且所述研磨墊整理器的一端固定在所述底座上，形成固定端，另一端繞所述固定端轉(zhuǎn)動，形成自由端，所述檢測器設(shè)置于所述自由端上。
4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述檢測器在檢測到所述研磨墊整理器和所述研磨頭之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。
5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述預(yù)定值為0.05英寸。
6.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述檢測器電連接至控制器， 所述控制器接收所述預(yù)警信號，并依據(jù)所述預(yù)警信號停止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的運(yùn)行。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述檢測器為超聲波檢測器或電磁波檢測器。
8.一種使用如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的研磨方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟提供待研磨的晶片； 采用所述研磨頭固定所述晶片；將所述研磨頭移動至所述研磨墊上，所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)所述研磨墊，使得所述研磨墊與所述研磨頭之間相對運(yùn)動，以對所述晶片進(jìn)行研磨； 采用所述磨料供給裝置向所述研磨墊上供給磨料； 采用所述研磨墊整理器調(diào)節(jié)供給至所述研磨墊上的所述磨料的分布，以及采用所述檢測器檢測所述研磨墊整理器與所述研磨頭之間的距離，以防止所述研磨墊整理器與所述研磨頭接觸。
9.如權(quán)利要求8所述的研磨方法，其特征在于，當(dāng)所述檢測器檢測到所述研磨墊整理器和所述研磨頭之間的距離小于等于預(yù)定值時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號。
10.如權(quán)利要求9所述的研磨方法，其特征在于，通過與所述檢測器電連接的控制器接收所述預(yù)警信號，并依據(jù)所述預(yù)警信號停止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的運(yùn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備(CMP)及使用該CMP的研磨方法，其中CMP包括用于固定待研磨的晶片的研磨頭；旋轉(zhuǎn)臺和固定在所述旋轉(zhuǎn)臺表面的研磨墊，所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)研磨墊使得研磨墊與研磨頭之間相對運(yùn)動，以對晶片進(jìn)行研磨；用于供給磨料至研磨墊上的磨料供給裝置；用于調(diào)節(jié)供給至研磨墊上的磨料的分布的研磨墊整理器；以及用于檢測研磨墊整理器與研磨頭之間的距離的檢測器，以防止研磨墊整理器與研磨頭接觸。當(dāng)檢測到所述距離小于等于預(yù)定值時(shí)，所述檢測器發(fā)出預(yù)警信號。本發(fā)明中的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備在晶片研磨過程中能夠降低研磨墊整理器和研磨頭發(fā)生碰撞的幾率，提高研磨頭及研磨墊整理器的使用壽命，同時(shí)提高了CMP設(shè)備的使用壽命。
文檔編號B24B37/00GK102310358SQ20101022822
公開日2012年1月11日 申請日期2010年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月8日
發(fā)明者李芳 , 江志琴 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司