一種研磨墊調整裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種研磨墊調整裝置，至少包含：傳動裝置，圓盤和光信號探測器，所述圓盤側面至少設置有一個反射標記。在所述研磨墊調整裝置的圓盤側面設置反射標記用于反射光信號，同時設置光信號傳感器用于發(fā)射光信號照射圓盤側面和接收從圓盤側面反射標記反射的光信號，根據(jù)設定的反射標記的個數(shù)和接收到的發(fā)射光信號的間隔時間，可以計算出圓盤的轉速，實現(xiàn)了對圓盤轉速的實時監(jiān)控，能夠在圓盤轉速異常時及時發(fā)現(xiàn)問題，避免了因圓盤的轉速異常，使得研磨墊表面存在問題，進而使得研磨后的晶片表面不平整或被刮傷等問題的發(fā)生。
【專利說明】一種研磨墊調整裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種半導體工藝設備【技術領域】，特別是涉及一種研磨墊調整裝置。

【背景技術】
[0002]在IC制造工藝中，平坦化技術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鍵技術之一。而化學機械拋光(CMP,Chemical Mechanical Polishing)工藝便是目前最有效、最成熟的平坦化技術。在半導體制造工藝中，表面平坦化是處理高密度光刻的一項重要技術，在表面平坦化的過程中，控制晶片表面厚度的均勻性非常重要，因為只有沒有高度落差的平坦表面才能避免曝光散射，而達成精密的圖案轉移；同時，晶片表面厚度的均勻性也將會影響到電子器件的電性能參數(shù)，厚度不均勻會使同一晶片上制作出的器件性能廣生差異，影響成品率。
[0003]目前，在進行化學機械研磨(CMP, Chemical Mechanical Polishing)時，由于研磨墊高速旋轉會帶走大量的研磨液或化學藥液，其他的研磨液或化學藥液會流到研磨墊的溝槽中。對于化學機械研磨的研磨墊的較大區(qū)域來說，很難保證研磨墊的平整度，且很容易在研磨墊表面的溝槽中沉積副產物，同時很難達到使研磨液均勻地分布在研磨墊的所有區(qū)域，研磨墊平整度不好、副產物的存在與否和研磨液的均勻性均對研磨后的晶圓表面的形態(tài)存在著影響，一旦研磨墊平整度不好、存在大量副產物或者研磨液分布不均勻，將導致晶圓表面不平整或者存在刮傷，因此，研磨墊調整器對調整研磨墊平整度、去除副產物和使研磨液均勻分布起到至關重要的調整作用，其調整研磨墊表面狀態(tài)的好壞將影響到研磨的效果O
[0004]如圖1所示為現(xiàn)有技術中化學機械研磨時研磨墊表面工作狀態(tài)的俯視示意圖，研磨頭10中裝有需要化學機械研磨的晶片，在一定的壓力作用下，晶片表面薄膜與研磨墊11以及漿料相互作用實現(xiàn)化學機械拋光，研磨頭10相對研磨墊11做直線運動以及自身的圓周運動；漿料傳送裝置12提供研磨時所需要的漿料；研磨墊調整裝置13對研磨墊11表面進行調整，以使研磨墊11表面的研磨液分布更均勻，同時去除研磨時產生在研磨墊11表面的副產物，其中，研磨墊調整裝置13包括傳動軸131和圓盤132，傳動軸131的一端帶動圓盤132在研磨墊11表面沿預先設定的軌跡運動，同時，圓盤132會在馬達的驅動下自轉，以增加圓盤132與研磨墊11的相對速度，以達到對研磨墊11更好的調整效果。
[0005]由于現(xiàn)有技術中，金剛石圓盤是由馬達通過皮帶和齒輪帶動而轉動的，機臺本身檢測馬達的轉動情況。當皮帶和齒輪出現(xiàn)問題時，譬如打滑或磨損，圓盤的轉動就會出現(xiàn)異常，而由于目前圓盤的設計如圖2所示，圖2為現(xiàn)有技術中的圓盤的正視圖，其側面為光滑的曲面，并不支持被作為檢測對象，因此，當出現(xiàn)上述情況的時候，機臺端不會報警，不會被及時發(fā)現(xiàn)。而如果圓盤的轉動出現(xiàn)異常，則會影響其對研磨墊的調整，使得研磨墊表面平整度變差，副產物不能被及時清除，以及研磨液分布不均勻，進而嚴重影響研磨效果。
[0006]鑒于此，有必要設計一種新的研磨墊調整裝置用以解決上述技術問題。實用新型內容
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種研磨墊調整裝置，用于解決現(xiàn)有技術中研磨墊調節(jié)裝置的圓盤轉動出現(xiàn)異常時不能被及時發(fā)現(xiàn)，進而導致嚴重影響研磨效果的問題。
[0008]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種研磨墊調整裝置，所述研磨墊調整裝置至少包括:圓盤，所述圓盤側面至少設置有一個反射標記；光信號探測器，所述光信號探測器至少包含:光信號發(fā)射端、光信號接收端和光信號處理模塊；其中，所述光信號發(fā)射端適于持續(xù)地發(fā)出光信號照射在圓盤的側面上；所述光信號接收端適于接收所述反射標記反射的光信號；所述光信號處理模塊適于根據(jù)所述反射標記的數(shù)目及相鄰兩反射標記反射回來光信號的時間間隔，計算出圓盤自轉的轉速，并將計算出的轉速與預設定轉速進行比對。
[0009]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述反射標記為拋光面。
[0010]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述反射標記的兩端分別與所述圓盤上下底面相平齊。
[0011]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述反射標記的寬度為4mm ?1mm0
[0012]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述反射標記的表面為平面。
[0013]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述反射標記為多個，且所述反射標記均勻地設置在圓盤的側面上。
[0014]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述圓盤側面上反射標記為8個。
[0015]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，還包含一壓力調整器，所述壓力調整器與所述圓盤的上表面相連接。
[0016]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述圓盤在一傳動軸的帶動下在研磨墊上沿預先設定的軌跡運動，至少所述光信號發(fā)射端和光信號接收端隨所述圓盤沿預先設定的軌跡做同步運動，且所述光信號發(fā)射端和光信號接收端相對于所述傳動軸靜止。
[0017]作為本實用新型的研磨墊調整裝置的一種優(yōu)選方案，所述光信號發(fā)射端和光信號接收端固定在所述傳動軸的下方。
[0018]如上所述，本實用新型的研磨墊調整裝置，具有以下有益效果:在所述研磨墊調整裝置的圓盤側面設置反射標記用于反射光信號，同時設置光信號傳感器用于發(fā)射光信號照射圓盤側面和接收從圓盤側面反射標記反射的光信號，根據(jù)設定的反射標記的個數(shù)和接收到的發(fā)射光信號的間隔時間，可以計算出圓盤的轉速，實現(xiàn)了對圓盤轉速的實時監(jiān)控，能夠在圓盤轉速異常時及時發(fā)現(xiàn)問題，避免了因圓盤的轉速異常，使得研磨墊表面存在問題，進而使得研磨后的晶片表面不平整或被刮傷等問題的發(fā)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1顯示為現(xiàn)有技術中化學機械研磨時研磨墊表面工作狀態(tài)的俯視圖。
[0020]圖2顯示為現(xiàn)有技術中的圓盤的正視圖。
[0021]圖3顯示為本實用新型的研磨墊調整裝置的結構示意圖。
[0022]圖4顯示為本實用新型的圓盤的正視圖。
[0023]圖5顯示為本實用新型的研磨墊調整裝置工作時的結構示意圖。
[0024]元件標號說明
[0025]10研磨頭
[0026]11研磨墊
[0027]12漿料傳送裝置
[0028]13研磨墊調整裝置
[0029]131傳動軸
[0030]132圓盤
[0031]20研磨頭
[0032]21研磨墊
[0033]22晶片
[0034]23研磨墊調整裝置
[0035]231傳動部件
[0036]231a傳動軸
[0037]231b旋轉軸
[0038]232圓盤
[0039]232a反射標記
[0040]233第一馬達
[0041]234第二馬達
[0042]235連接桿
[0043]236光信號探測器
[0044]236a光信號發(fā)射端
[0045]236b光信號接收端
[0046]236c光信號處理模塊
[0047]237壓力調整器
[0048]h反射標記的高度
[0049]d圓盤的厚度
[0050]L反射標記的寬度

【具體實施方式】
[0051]以下通過特定的具體實例說明本實用新型的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點與功效。本實用新型還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本實用新型的精神下進行各種修飾或改變。
[0052]請參閱圖3至圖5。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0053]請參閱圖3至圖5，本實用新型提供一種研磨墊調整裝置，所述研磨墊調整裝置23至少包括:圓盤232，所述圓盤232側面至少設置有一個反射標記232a ;光信號探測器236，所述光信號探測器236至少包含:光信號發(fā)射端236a、光信號接收端236b和光信號處理模塊236c ;其中，所述光信號發(fā)射端236a適于持續(xù)地發(fā)出光信號照射在圓盤232的側面上；所述光信號接收端236b適于接收所述反射標記232a反射的光信號；所述光信號處理模塊236c適于根據(jù)所述反射標記232a的數(shù)目及相鄰兩反射標記232a反射回來光信號的時間間隔，計算出圓盤232自轉的轉速，并將計算出的轉速與預設定轉速進行比對。在所述研磨墊調整裝置的圓盤232側面設置反射標記232a用于反射光信號，同時設置光信號傳感器236用于發(fā)射光信號照射圓盤232側面和接收從圓盤232側面反射標記232a反射的光信號，根據(jù)設定的反射標記232a的個數(shù)和接收到的發(fā)射光信號的間隔時間，可以計算出圓盤232的轉速，實現(xiàn)了對圓盤232轉速的實時監(jiān)控，能夠在圓盤232轉速異常時及時發(fā)現(xiàn)問題，避免了因圓盤232的轉速異常，使得研磨墊表面存在問題，進而使得研磨后的晶片表面不平整或被刮傷等問題的發(fā)生。
[0054]在本實施例中，優(yōu)選地，請繼續(xù)參閱圖3，所述研磨墊調整裝置還包含一傳動部件231，一第一馬達233、一第二馬達234和一壓力調整器237，其中，所述傳動部件231包含傳動軸231a和旋轉軸231b，所述第一馬達233與所述傳動軸231a相連接，并用于驅動所述傳動軸231a帶動所述圓盤232在研磨墊(未示出)上沿設定的軌跡運動；所述第二馬達234與所述旋轉軸231b相連接，并用于驅動所述旋轉軸231b帶動所述圓盤232在研磨墊(未示出)上沿設定的軌跡運動的同時自轉；所述壓力調整器237與所述圓盤232的上表面相連接，通過調整所述壓力調整器237對所示圓盤232的壓力，可以調節(jié)所述圓盤232與所述研磨墊(未示出)之間的作用力，進而調節(jié)所述圓盤232去除副產物、調整所述研磨墊(未示出)表面平整度和研磨液分布的效果。所述光信號探測器236通過一連接桿235與所述傳動軸231a相連接。
[0055]在本實施例中，優(yōu)選地，請繼續(xù)參閱圖4，所述圓盤232為金屬圓盤，一面鑲嵌有金剛石，工作時，所述圓盤232鑲嵌有金剛石的一面與研磨墊相接觸；所述圓盤232的側面上至少設置一個反射標記232a。在所述圓盤232與研磨墊接觸的一面鑲嵌有金剛石，由于金剛石的硬度高，可以有效地防止研磨液中研磨顆粒對所述圓盤232的損傷；所述圓盤232的側面上設置的反射標記232a可以為固定在所述圓盤232側面上的反射部件，也可以為在所述圓盤232側面上通過拋光工藝制得的拋光面。優(yōu)選地，本實施例中，所述反射標記232a為拋光面；所述反射標記232a的個數(shù)為多個，且所述反射標記232a均勻地設置在圓盤232的側面上；更為優(yōu)選地，本實施例中，所述反射標記232a的個數(shù)為8個。在所述圓盤232側面設置反射標記232a的個數(shù)越多，測量的結果越精確，在保證測量結果達到所述精確度的前提下，所述反射標記232a的個數(shù)應盡量少，以使所述圓盤232的制備工藝盡量簡單化。所述反射標記232a的兩端分別與所述圓盤232的上下底面相平齊，當所述反射標記232a為拋光面時，優(yōu)選地，所述反射標記232a的高度h等于所述圓盤232的厚度d ;將所述反射標記232a的兩端設計為與所述圓盤232的上下底面相平齊，保證了所述反射標記232a貫通整個圓盤232的側面，確保在所述圓盤232的側面上沒有凸臺的存在，有效地避免了圓盤232在研磨墊表面轉動的過程中研磨液在凸臺拐角處的堆積，進而確保了測量結果的準確性。所述反射標記232a用作被光信號照射和反射所照射過來的光信號，其應該具有一個適當?shù)膶挾龋龇瓷錁擞?32a的寬度L過窄或過寬，都將會使得光信號的照射和反射的精度大大降低，因此，本實施例中，所述反射標記232a的寬度L設定為4mm?10mm。所述反射標記232為平面，將所述反射標記232設計為平面，更加有利于光信號的反射，提高檢測結果的準確性。
[0056]本實施例中，優(yōu)選地，請繼續(xù)參閱圖5，所述研磨墊調整器工作時，所述圓盤232置于研磨墊21的上表面，所述圓盤232的上表面的壓力調整器237給所述圓盤232 —向下的固定壓力，并在第一馬達233和第二馬達234的驅動下在研磨墊21上沿設定的軌跡運動的同時自轉。同時，光信號探測器236中的光信號發(fā)射端236a持續(xù)地發(fā)射光信號至所述圓盤232的側面上，所述光信號接收端236b接收從所述圓盤232側面發(fā)射回來的光信號，并將接收到的反射光信號反饋給光信號處理模塊236c,所述光信號處理模塊236c根據(jù)所述反射標記232a的數(shù)目及相鄰兩反射標記232a反射回來光信號的時間間隔，計算出圓盤232自轉的轉速，并將計算出的轉速與預設定轉速進行比對，以此來判斷所述圓盤232的轉動是否存在問題。通過上述裝置，可以實時的監(jiān)控圓盤232的轉動情況，保證了其對研磨墊21的調整效果:在所述圓盤232的調節(jié)作用下，所述研磨墊21表面保持平整，且研磨墊21表面的研磨液均勻分布，使得研磨頭20底部裝載的晶片22與研磨液充分地均勻接觸，平整地研磨掉所述晶片22表面的材料，降低了研磨后晶片22表面不平整的風險；在所述圓盤232的調節(jié)作用下，副產物可以被及時的去除掉，從而避免了晶圓22表面被刮傷的風險。
[0057]需要說明的是，所述圓盤232對所述研磨墊21的作用力是通過調整所述壓力調整器237調節(jié)的，在滿足重新調整所述研磨墊21表面的平整度、去除所述研磨墊21表面副產物并重新均勻分布研磨液傳送裝置提供的研磨液等功能的條件下，可以將所述壓力調整器237對所示圓盤232的壓力調節(jié)至最小，從而提高所述圓盤232和研磨墊21的使用壽命。
[0058]需要進一步說明的是，由于所述圓盤232要在所述傳動軸231a的帶動下在所述研磨墊21上沿預先設定的軌跡運動，為了保證所述光信號探測器236能夠持續(xù)地實時監(jiān)控所述圓盤232的自轉情況，所述光信號發(fā)射端236a所發(fā)出的光信號必須能持續(xù)地照射在所述圓盤232的側面上,且照射到所述圓盤232側面上的光信號經(jīng)所述圓盤232側面反射后的反射信號也必須能被所述光信號接收端236b所接收到。為了達到所述效果，至少所述光信號發(fā)射端236a和光信號接收端236b隨所述圓盤232沿預先設定的軌跡做同步運動，且所述光信號發(fā)射端236a和光信號接收端236b相對于所述傳動軸231a靜止。優(yōu)選地,本實施例中，所述光信號發(fā)射端236a和光信號接收端236b固定在所述傳動軸231a的下方。所述光信號處理模塊236c可以如圖3所示置于所述光信號探測器236內部，也可以為與所述光信號探測器236相連接的處理終端儀器，如計算器等。
[0059]綜上所述，本實用新型提供一種研磨墊調整裝置，在所述研磨墊調整裝置的圓盤側面設置設置反射標記用于反射光信號，同時設置光信號傳感器用于發(fā)射光信號照射圓盤側面和接收從圓盤側面的拋光面反射的光信號，根據(jù)設定的反射標記的個數(shù)和接收到的發(fā)射光信號的間隔時間，可以計算出圓盤的轉速，實現(xiàn)了對圓盤轉速的實時監(jiān)控，能夠在圓盤轉速異常時及時發(fā)現(xiàn)問題，避免了因圓盤的轉速異常，使得研磨墊表面存在問題，進而使得研磨后的晶片表面不平整或被刮傷等問題的發(fā)生。
[0060]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種研磨墊調整裝置，其特征在于，所述研磨墊調整裝置至少包括: 圓盤，所述圓盤側面至少設置有一個反射標記； 光信號探測器，所述光信號探測器至少包含:光信號發(fā)射端、光信號接收端和光信號處理模塊；其中，所述光信號發(fā)射端適于持續(xù)地發(fā)出光信號照射在圓盤的側面上；所述光信號接收端適于接收所述反射標記反射的光信號；所述光信號處理模塊適于根據(jù)所述反射標記的數(shù)目及相鄰兩反射標記反射回來光信號的時間間隔，計算出圓盤自轉的轉速，并將計算出的轉速與預設定轉速進行比對。
2.根據(jù)權利要求1所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述反射標記為拋光面。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述反射標記的兩端分別與所述圓盤上下底面相平齊。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述反射標記的寬度為4mm ?1mm0
5.根據(jù)權利要求1或2所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述反射標記的表面為平面。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述反射標記為多個，且所述反射標記均勻地設置在圓盤的側面上。
7.根據(jù)權利要求6所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述圓盤側面上反射標記為8個。
8.根據(jù)權利要求1所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:還包含一壓力調整器，所述壓力調整器與所述圓盤的上表面相連接。
9.根據(jù)權利要求1所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述圓盤在一傳動軸的帶動下在研磨墊上沿預先設定的軌跡運動，至少所述光信號發(fā)射端和光信號接收端隨所述圓盤沿預先設定的軌跡做同步運動，且所述光信號發(fā)射端和光信號接收端相對于所述傳動軸靜止。
10.根據(jù)權利要求9所述的研磨墊調整裝置，其特征在于:所述光信號發(fā)射端和光信號接收端固定在所述傳動軸的下方。
【文檔編號】B24B53/017GK203993546SQ201420470413
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權日:2014年8月20日
【發(fā)明者】吳江波, 周維娜 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司