[发明专利]一种用于CMP抛光头的气路正压通路系统

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造设备中的气路正压系统，特别涉及一种用于化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)抛光头的气路正压系统。

背景技术

当前，CMP是半导体制造工艺中晶圆全局平坦化最有效的技术。在CMP抛铜领域中，抛光头夹持硅片将待抛铜层表面压向旋转的抛光盘，通过抛光盘上的抛光垫摩擦以及抛光液腐蚀实现有效快速的铜层移除。其中，抛光头可以通过控制硅片背面各环形区腔室压力实现对硅片抛光压力的全局动态调节。

抛光头内部腔室等效于多个密闭腔室，可膨胀与收缩，腔室之间可互相挤压或者无挤压。当CMP抛光时，各腔室之间相互耦合，腔室之间的耦合主要有两种情况：一种是体积耦合，即各腔室之间的挤压或收缩引发腔室容积的变化；另一种是气源输入耦合，各腔室同时加压时引发气源瞬间供气压力波动。对于体积耦合的情况通常解决的办法是改变结构设计或软件补偿等办法；而气源输入耦合却可以通过改变气路控制结构设计实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于化学机械抛光头的气路正压通路系统。

其特征在于：所述系统的每条正压通路由作为压力源的共用气源、正压减压阀、气囊、电控比例阀、开关阀和过滤器依次串联而成，所述正压减压阀的输入端与所述压力源的输出端相连，所述过滤器的输出端与抛光头内腔室的输入端相连，其中，所述电控比例阀设有一个压差信号输入端，所述压差是指所述内部腔室的压力设定值与压力实测值之间的差值，压差大于零，表示向所述内部腔室加压，小于零，表示向所述腔室减压，等于零，表示所述腔室处于稳压状态，所述开关阀，设有一个通断信号输入端，接通表示正压系统工作。

本发明具有以下优点以及效果：

本发明的气路正压通路系统中的每条正压通路由于各自独立添加了正压减压阀以及气囊，所以能够非常有效的克服气源输入耦合的影响，各通路之间互不影响。

附图说明

图1为本发明气路正压系统的结构示意图；L1，L2，...Ln表示通往腔室的每条支路；

具体实施方式

本发明提供的一种用于化学机械抛光头的气路正压通路系统，属于半导体制造设备中的气路正压系统技术领域。其特征在于所述的气路正压通路系统包括共用的压力源、正压减压阀、气囊、电控比例阀、开关阀以及过滤器。该气路压力系统通过对支路i的压力与流量控制实现对远端腔室i的压力控制，其中i＝1，2，...，N。各腔室的气路正压通路系统由与压力源依次相连的减压阀、气囊、电控比例阀、开关阀以及过滤器组成。

进一步地，所述的传输气路包括至少一条分支管路和过滤器构成的通路。

进一步地，所述的每一条分支管路中比例阀前端添加气囊。

进一步地，所述的每一条分支管路添加减压阀。

以下将结合附图对本发明的气压控制系统做进一步的详细阐述。

图1为本发明气路正压系统的结构示意图。本发明的气路正压系统包括压力源20，减压阀11、气囊12、电控比例阀13、开关阀14以及过滤器15。每一支路Li连接着气源20与远端腔室Zi(i＝1～n)。系统工作时，开关阀14打开，根据用户设定的压力通过电控系统调节电控比例阀13，由软件控制实现腔室压力与设定压力一致。