CN104097145A - 研磨垫修整器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种研磨垫修整器，包括：驱动电机、驱动器、主动轮、皮带、从动轮、修整头及检测装置，其中，驱动电机的输出轴与主动轮相连接，驱动电机带动主动轮转动，驱动器与驱动电机相连接，驱动器控制驱动电机的启动和关闭，主动轮通过皮带带动从动轮绕从动轮的定子转动，修整头安装在从动轮上并由从动轮带动转动，检测装置检测皮带是否断裂。本发明通过设置检测装置，在对研磨垫进行修整的过程中，能够检测皮带是否断裂，从而判断修整头是否在对研磨垫进行修整，提高了研磨垫的研磨性能和使用寿命，保证了晶圆平坦化良率。

Description

研磨垫修整器

技术领域

本发明涉及化学机械研磨装置技术领域，尤其涉及一种用于修整研磨垫的修整器。

背景技术

化学机械研磨技术广泛应用于半导体器件的生产过程中，用于对晶圆进行全局平坦化。化学机械研磨是将晶圆由旋转的研磨头夹持，然后向研磨头施加向下的压力，使晶圆压在与其同方向旋转的研磨垫上，并向研磨垫供应研磨浆料，研磨浆料在晶圆与研磨垫之间流动，在化学腐蚀与机械磨削联合作用下，晶圆获得平坦化。

化学机械研磨过程主要取决于研磨垫的表面状况，在进行晶圆研磨时，研磨垫的表面很快被研磨碎屑填满，使表面磨光打滑，形成釉面，这意味着研磨垫的表面不粗糙，无法再对晶圆进行研磨，并可能使晶圆表面产生细微划痕。为了防止此种情况的出现，并延长研磨垫的使用寿命，需要利用修整器对研磨垫进行修整。

现有的研磨垫修整器，如图4所示，包括马达21、主动轮22、皮带23、从动轮24、驱动器25和修整头26。马达21与驱动器25相连接，并在驱动器25的驱动下带动与其相连接的主动轮22旋转。主动轮22通过皮带23带动从动轮24旋转，从动轮24上安装有修整头26。修整头26在从动轮24的带动下在研磨垫10上转动，从而实现对研磨垫10的修整。使用该研磨垫修整器对研磨垫10进行修整时，一旦皮带23断裂，从动轮24将停止旋转，而与其相连接的修整头26也停止转动，不再对研磨垫10进行修整，但是，马达21仍然在带动主动轮22旋转，让化学机械研磨机台误认为修整头26一直在对研磨垫10进行修整。由于该研磨垫修整器在修整过程中无法检测皮带23是否断裂，因而不能保证修整头26一直对研磨垫10进行修整，一旦修整头26停止对研磨垫10的修整，研磨垫10的研磨性能将会下降，进而导致晶圆的研磨良率降低，严重时，甚至会造成晶圆的报废。

发明内容

本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种能够检测皮带是否断裂的研磨垫修整器。

为实现上述目的，本发明提供的一种研磨垫修整器，包括：驱动电机、驱动器、主动轮、皮带、从动轮、修整头及检测装置。驱动电机的输出轴与主动轮相连接，驱动电机带动主动轮转动，驱动器与驱动电机相连接，驱动器控制驱动电机的启动和关闭，主动轮通过皮带带动从动轮绕从动轮的定子转动，修整头安装在从动轮上并由从动轮带动转动，检测装置检测皮带是否断裂。

在一个实施例中，所述检测装置包括接近传感器、检测体及控制器。接近传感器安装在从动轮的定子上，接近传感器与控制器相连接，检测体安装在从动轮上，检测体随从动轮转动。从动轮每转一周，接近传感器检测到检测体一次并将检测信息发送至控制器。如果单位时间内接近传感器检测不到检测体或检测到检测体的次数超过从动轮转动的周数，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

在一个实施例中，所述检测装置包括接近传感器、检测体及控制器。接近传感器安装在从动轮上，接近传感器随从动轮转动，接近传感器与控制器相连接。检测体安装在从动轮的定子上。从动轮每转一周，接近传感器检测到检测体一次并将检测信息发送至控制器，如果单位时间内，接近传感器检测不到检测体或检测到检测体的次数超过从动轮转动的周数，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

在一个实施例中，所述检测装置包括一对光电式传感器、阻挡体及控制器。该一对光电式传感器具有发射传感器和接收传感器，发射传感器安装在主动轮与从动轮之间，发射传感器发射光信号。接收传感器安装在从动轮的定子上，接收传感器与控制器相连接，接收传感器接收光信号并将接收信息发送至控制器。阻挡体安装在从动轮上，阻挡体随从动轮转动，阻挡体转动至发射传感器与接收传感器之间时，阻挡体阻挡接收传感器接收光信号。从动轮每转一周，接收传感器有一次无法接收发射传感器发出的光信号。如果单位时间内接收传感器一直能够接收发射传感器发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器发出的光信号，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

在一个实施例中，所述检测装置包括一对光电式传感器、阻挡体及控制器。该一对光电式传感器具有发射传感器和接收传感器，发射传感器安装在从动轮的定子上，发射传感器发射光信号。接收传感器安装在主动轮与从动轮之间，接收传感器与控制器相连接，接收传感器接收光信号并将接收信息发送至控制器。阻挡体安装在从动轮上，阻挡体随从动轮转动，阻挡体转动至发射传感器与接收传感器之间时，阻挡体阻挡接收传感器接收光信号。从动轮每转一周，接收传感器有一次无法接收发射传感器发出的光信号。如果单位时间内接收传感器一直能够接收发射传感器发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器发出的光信号，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

综上所述，本发明研磨垫修整器通过设置检测装置，在对研磨垫进行修整的过程中，能够检测皮带是否断裂，从而判断修整头是否在对研磨垫进行修整，提高了研磨垫的研磨性能和使用寿命，保证了晶圆平坦化良率。

附图说明

图1是根据本发明研磨垫修整器的一实施例的结构示意图。

图2是根据本发明研磨垫修整器的一实施例中检测装置的结构示意图。

图3是根据本发明研磨垫修整器的另一实施例中检测装置的结构示意图。

图4是现有技术中的研磨垫修整器的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。

参阅图1，图1揭示了根据本发明的研磨垫修整器的一实施例的结构示意图。该研磨垫修整器200具有驱动电机201、驱动器202、主动轮203、皮带204、从动轮205、修整头209和检测装置。驱动电机201与驱动器202相连接，驱动器202控制驱动电机201的启动和关闭。驱动电机201的输出轴与主动轮203相连接，驱动电机201带动主动轮203转动。主动轮203通过皮带204带动从动轮205绕从动轮205的定子210（如图2所示）转动，从动轮205上安装有修整头209，从动轮205转动的同时带动修整头209在研磨垫100上转动，以修整研磨垫100。

该研磨垫修整器200还具有检测装置，在修整研磨垫100的过程中，检测装置检测皮带204是否断裂，从而判断修整头209是否在对研磨垫100进行修整。如图2所示，图2揭示了根据本发明的研磨垫修整器的一实施例中的检测装置的结构示意图。在图2所示的实施例中，检测装置包括传感器206、检测体207及控制器208。传感器206安装在从动轮205的定子210上，传感器206与控制器208相连接。检测体207安装在从动轮205上，检测体207随从动轮205转动。具体地，传感器206为接近传感器，当皮带204带动从动轮205转动时，检测体207随从动轮205一起转动，从动轮205每转一周，传感器206检测到检测体207一次并将检测信息发送至控制器208。设定单位时间内从动轮205转动N周，那么相应地，单位时间内，传感器206需检测到检测体207的次数为N次，如果单位时间内，传感器206检测不到检测体207或检测到检测体207的次数超过N次，则认为皮带204断裂，修整头209已停止对研磨垫100的修整，控制器208输出报警信号，驱动电机201关闭并停止工作。

显然，传感器206和检测体207的位置可以互换，即传感器206可以安装在从动轮205上并随从动轮205转动，而检测体207可以安装在从动轮205的定子210上。传感器206依旧与控制器208相连接。传感器206、检测体207和控制器208的工作过程及工作原理和上一段描述的配置方式相同。从动轮205每转一周，传感器206检测到检测体207一次并将检测信息发送至控制器208。设定单位时间内从动轮205转动N周，那么相应地，单位时间内，传感器206需检测到检测体207的次数为N次，如果单位时间内，传感器206检测不到检测体207或检测到检测体207的次数超过N次，则认为皮带204断裂，修整头209已停止对研磨垫100的修整，控制器208输出报警信号，驱动电机201关闭并停止工作。

如图3所示，揭示了根据本发明的研磨垫修整器的另一实施例中检测装置的结构示意图。在本实施例中，检测装置包括传感器、阻挡体303及控制器304。该实施例中的传感器为一对光电式传感器，包括发射传感器301和接收传感器302，发射传感器301安装在主动轮203与从动轮205之间，发射传感器301发射光信号，接收传感器302安装在从动轮205的定子210上，接收传感器302与控制器304相连接，接收传感器302接收光信号并将接收信息发送至控制器304。阻挡体303安装在从动轮205上，阻挡体303随从动轮205转动。当皮带204带动从动轮205转动时，阻挡体303随从动轮205一起转动，阻挡体303转动至发射传感器301与接收传感器302之间时，阻挡体303阻挡接收传感器302接收光信号，接收传感器302无法接收发射传感器301发出的光信号，因此，从动轮205每转一周，接收传感器302有一次无法接收发射传感器301发出的光信号。设定单位时间内从动轮205转动N周，那么相应地，单位时间内，接收传感器302有N次无法接收发射传感器301发出的光信号。如果单位时间内接收传感器302一直能够接收发射传感器301发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器301发出的光信号，则认为皮带204断裂，修整头209已停止对研磨垫100的修整，控制器304输出报警信号，驱动电机201关闭并停止工作。

显然，发射传感器301和接收传感器302的位置可以互换，即发射传感器301可以安装在从动轮205的定子210上，而接收传感器302可以安装在主动轮203与从动轮205之间。发射传感器301、接收传感器302、阻挡体303及控制器304的工作过程和工作原理依然与前一段描述的配置方式相同。从动轮205每转一周，接收传感器302有一次无法接收发射传感器301发出的光信号。设定单位时间内从动轮205转动N周，那么相应地，单位时间内，接收传感器302有N次无法接收发射传感器301发出的光信号。如果单位时间内接收传感器302一直能够接收发射传感器301发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器301发出的光信号，则认为皮带204断裂，修整头209已停止对研磨垫100的修整，控制器304输出报警信号，驱动电机201关闭并停止工作。

本发明研磨垫修整器200通过设置检测装置，在对研磨垫100进行修整的过程中，能够检测皮带204是否断裂，从而判断修整头209是否在对研磨垫100进行修整，提高了研磨垫100的研磨性能和使用寿命，保证了晶圆平坦化良率。

综上所述，本发明研磨垫修整器通过上述实施方式及相关图式说明，己具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。

Claims (5)

1.一种研磨垫修整器，其特征在于，包括：驱动电机、驱动器、主动轮、皮带、从动轮、修整头及检测装置；

所述驱动电机的输出轴与主动轮相连接，驱动电机带动主动轮转动，所述驱动器与驱动电机相连接，驱动器控制驱动电机的启动和关闭，所述主动轮通过皮带带动从动轮绕从动轮的定子转动，所述修整头安装在从动轮上并由从动轮带动转动，所述检测装置检测皮带是否断裂。

2.根据权利要求1所述的研磨垫修整器，其特征在于，所述检测装置包括接近传感器、检测体及控制器；

所述接近传感器安装在从动轮的定子上，接近传感器与控制器相连接，所述检测体安装在从动轮上，检测体随从动轮转动，所述从动轮每转一周，接近传感器检测到检测体一次并将检测信息发送至控制器，如果单位时间内所述接近传感器检测不到检测体或检测到检测体的次数超过从动轮转动的周数，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

3.根据权利要求1所述的研磨垫修整器，其特征在于，所述检测装置包括接近传感器、检测体及控制器；

所述接近传感器安装在从动轮上，接近传感器随从动轮转动，接近传感器与控制器相连接，所述检测体安装在从动轮的定子上，所述从动轮每转一周，接近传感器检测到检测体一次并将检测信息发送至控制器，如果单位时间内所述接近传感器检测不到检测体或检测到检测体的次数超过从动轮转动的周数，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

4.根据权利要求1所述的研磨垫修整器，其特征在于，所述检测装置包括一对光电式传感器、阻挡体及控制器；

所述一对光电式传感器具有发射传感器和接收传感器，所述发射传感器安装在主动轮与从动轮之间，发射传感器发射光信号，所述接收传感器安装在从动轮的定子上，接收传感器与控制器相连接，接收传感器接收光信号并将接收信息发送至控制器，所述阻挡体安装在从动轮上，阻挡体随从动轮转动，所述阻挡体转动至发射传感器与接收传感器之间时，阻挡体阻挡接收传感器接收光信号，从动轮每转一周，接收传感器有一次无法接收发射传感器发出的光信号，如果单位时间内接收传感器一直能够接收发射传感器发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器发出的光信号，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。

5.根据权利要求1所述的研磨垫修整器，其特征在于，所述检测装置包括一对光电式传感器、阻挡体及控制器；

所述一对光电式传感器具有发射传感器和接收传感器，所述发射传感器安装在从动轮的定子上，发射传感器发射光信号，所述接收传感器安装在主动轮与从动轮之间，接收传感器与控制器相连接，接收传感器接收光信号并将接收信息发送至控制器，所述阻挡体安装在从动轮上，阻挡体随从动轮转动，所述阻挡体转动至发射传感器与接收传感器之间时，阻挡体阻挡接收传感器接收光信号，从动轮每转一周，接收传感器有一次无法接收发射传感器发出的光信号，如果单位时间内接收传感器一直能够接收发射传感器发出的光信号，或者一直无法接收发射传感器发出的光信号，则认为皮带断裂，控制器输出报警信号，驱动电机关闭。