CN105364701A - 研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法 - Google Patents

研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法 Download PDF

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王哲
文静
张传民
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Abstract

本发明公开了一种研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法，该研磨护圈磨损自动补偿装置，包括：研磨支架、安装在所述研磨支架底部的研磨头和设置在所述研磨头边缘的研磨护圈，所述研磨护圈与所述研磨支架之间通过升降装置连接。本发明通过设置升降装置，利用升降装置来控制所述研磨护圈下降，进而补偿化学机械研磨过程中研磨护圈的磨损量，成本低廉，控制方便，便于实现，保证了研磨时的研磨压力及平整度的稳定性，从而可以稳定器件的电性及其良率。

Description

研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法
技术领域
本发明涉及集成电路制造领域，特别涉及一种研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法。
背景技术
传统的化学机械研磨工艺主要是通过研磨头压住硅片并使之与研磨垫间的相互作用达到硅片器件区的整体平整化，而研磨头上的研磨护圈会随着与研磨垫之间的互相研磨导致不可避免的物理磨损，从而改变硅片边缘所受到的压力。
目前，研磨业界对于该现象所导致的研磨头边缘(具体区域为研磨头外径290mm～299mm之间)部分定义为不可控区域。但是随着器件集成度增加及成本降低的需求促使硅片有效使用面积的提高，硅片上的有效器件区无限往边缘扩展，这就对整片硅片所受的研磨压力本身特性的稳定性提出更高的要求，尤其是要确保290mm～299mm之间部分研磨效果。而该处的压力不稳定性目前作为全球性业界难题，其表现为：
1.研磨护圈初期机械磨损较少，器件可控厚度正常；
2.研磨护圈后期机械磨损较多，研磨护圈变薄，研磨头所给硅片的压力变大，器件厚度变薄，接近下层器件，导致电性失效。
因此，如何提供一种可以解决上述两项问题的研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法，成为本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。
发明内容
本发明提供一种研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法，以解决上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种研磨护圈磨损自动补偿装置，包括：研磨支架、安装在所述研磨支架底部的研磨头和设置在所述研磨头边缘的研磨护圈，所述研磨护圈与所述研磨支架之间通过升降装置连接。
作为优选，所述升降装置采用电机。
作为优选，所述研磨支架由驱动机构驱动。
作为优选，所述升降装置与研磨机台的控制系统连接。
作为优选，所述研磨护圈采用钢圈。
本发明还提供一种研磨护圈磨损自动补偿方法，采用所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，研磨机台通过升降装置控制所述研磨护圈升降，以补偿研磨护圈的磨损量。
作为优选，研磨机台中设置有用于检测所述研磨护圈磨损量的传感器，所述研磨机台的控制系统通过所述传感器控制所述升降装置。
作为优选，当所述传感器检测到所述研磨护圈存在磨损后，所述研磨机台的控制系统控制所述升降装置对所述研磨护圈进行定时补偿。
作为优选，当所述传感器检测到所述研磨护圈存在磨损后，所述研磨机台的控制系统根据传感器的实时检测数值控制所述升降装置对所述研磨护圈进行实时补偿。
与现有技术相比，本发明公开了一种研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法，该研磨护圈磨损自动补偿装置，包括：研磨支架、安装在所述研磨支架底部的研磨头和设置在所述研磨头边缘的研磨护圈，所述研磨护圈与所述研磨支架之间通过升降装置连接。本发明通过设置升降装置，利用升降装置来控制所述研磨护圈下降，进而补偿化学机械研磨过程中研磨护圈的磨损量，成本低廉，控制方便，便于实现，保证了研磨时的研磨压力及平整度的稳定性，从而可以稳定器件的电性及其良率。
附图说明
图1为本发明一具体实施方式中研磨护圈磨损自动补偿装置的结构示意图。
图中所示：
10-研磨头、20-研磨支架、30-研磨护圈、40-升降装置、50-驱动装置、60-驱动件。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，本发明提供一种研磨护圈磨损自动补偿装置，包括：研磨支架20、安装在所述研磨支架20底部的研磨头10和设置在所述研磨头10边缘的研磨护圈30，所述研磨护圈30与所述研磨支架20之间通过升降装置40连接。通过在研磨支架20与所述研磨护圈30之间增设升降装置40，可以在研磨护圈30出现磨损时，控制所述研磨护圈30下降，进而补偿化学机械研磨过程中研磨护圈30的磨损量，成本低廉，控制方便，便于实现，保证了研磨时的研磨压力及平整度的稳定性，从而可以稳定器件的电性及其良率。
进一步的，所述升降装置40采用电机或者气缸，所述电机或者气缸设置有有一组或多组，所述多组电机或者气缸均匀排布在研磨护圈30与研磨支架20之间，实现对研磨护圈30整体同时控制，避免研磨护圈30因受力不均发生倾斜。
继续参照图1，所述研磨支架20由驱动装置50驱动，所述驱动装置50通过驱动件60连接至研磨支架20，进一步的，所述驱动件60采用弹簧。
作为优选，所述升降装置40与研磨机台的控制系统连接，所述研磨机台的控制系统控制所述升降装置40，实现对研磨护圈30的补偿。具体地，所述研磨机台中设置有用于检测所述研磨护圈30磨损量的传感器，所述传感器用于检测所述研磨护圈30的磨损量，并将相关测试数值传递至所述研磨机台的控制系统，所述研磨机台的控制系统根据该测试数据控制所述升降装置40升降。
作为优选，所述研磨护圈30采用钢圈，具有耐磨损，使用寿命高的特点，当然，所述研磨护圈30也可以采用其它材料。
请继续参照图1，本发明还提供一种研磨护圈磨损自动补偿方法，利用所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，研磨机台通过升降装置40控制所述研磨护圈30的升降，以补偿研磨护圈30的磨损量。本发明利用研磨护圈磨损自动补偿装置，通过在研磨支架20与所述研磨护圈30之间增设升降装置40，可以在研磨护圈30出现磨损时，控制所述研磨护圈30下降，进而补偿化学机械研磨过程中研磨护圈30的磨损量，成本低廉，控制方便，便于实现，保证了研磨时的研磨压力及平整度的稳定性，从而可以稳定器件的电性及其良率。
作为优选，研磨机台中设置有用于检测所述研磨护圈30磨损量的传感器，所述研磨机台的控制系统通过所述传感器控制所述升降装置40进行升降，以补偿所述研磨护圈30的磨损量。
作为优选，当所述传感器检测到所述研磨护圈30存在磨损后，所述研磨机台的控制系统控制所述升降装置40对所述研磨护圈30进行定时补偿，即工作人员可以根据研磨护圈30工作时的损耗量，来设计所述升降装置40的工作状态，使所述升降装置40在固定时间间隔内对研磨护圈30进行补偿。
除定时补偿外，当所述传感器检测到所述研磨护圈30存在磨损后，所述研磨机台的控制系统还可以根据传感器的实时检测的数值控制所述升降装置40对所述研磨护圈30进行实时补偿，即一旦发现研磨护圈30存在磨损，便及时补偿。
综上所述，本发明提供一种研磨护圈磨损自动补偿装置以及补偿方法，该研磨护圈磨损自动补偿装置包括：研磨支架20、安装在所述研磨支架20底部的研磨头10和设置在所述研磨头10边缘的研磨护圈30，所述研磨护圈30与所述研磨支架20之间通过升降装置40连接。通过在研磨支架20与所述研磨护圈30之间增设升降装置40，可以在研磨护圈30出现磨损时，控制所述研磨护圈30下降，进而补偿化学机械研磨过程中研磨护圈30的磨损量，成本低廉，控制方便，便于实现，保证了研磨时的研磨压力及平整度的稳定性，从而可以稳定器件的电性及其良率。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种研磨护圈磨损自动补偿装置，包括：研磨支架、安装在所述研磨支架底部的研磨头和设置在所述研磨头边缘的研磨护圈，所述研磨护圈与所述研磨支架之间通过升降装置连接。
2.如权利要求1所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，其特征在于，所述升降装置采用电机。
3.如权利要求1所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，其特征在于，所述研磨支架由驱动装置驱动。
4.如权利要求1所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，其特征在于，所述升降装置与研磨机台的控制系统连接。
5.如权利要求1所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，其特征在于，所述研磨护圈采用钢圈。
6.一种研磨护圈磨损自动补偿方法，其特征在于，采用权利要求1至5任意一项所述的研磨护圈磨损自动补偿装置，研磨机台通过升降装置控制所述研磨护圈升降，以补偿研磨护圈的磨损量。
7.如权利要求6所述的研磨护圈磨损自动补偿方法，其特征在于，研磨机台中设置有用于检测所述研磨护圈磨损量的传感器，所述研磨机台的控制系统通过所述传感器控制所述升降装置。
8.如权利要求7所述的研磨护圈磨损自动补偿方法，其特征在于，当所述传感器检测到所述研磨护圈存在磨损后，所述研磨机台的控制系统控制所述升降装置对所述研磨护圈进行定时补偿。
9.如权利要求7所述的研磨护圈磨损自动补偿方法，其特征在于，当所述传感器检测到所述研磨护圈存在磨损后，所述研磨机台的控制系统根据传感器的实时检测数值控制所述升降装置对所述研磨护圈进行实时补偿。
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