CN105817992B - 用于cmp设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法，当安装研磨垫时，先使用本发明的夹具装置夹住研磨垫边缘，然后把夹具贴住研磨台边缘，即可实现研磨垫对准研磨台中心。通过本发明，安装研磨垫时能使研磨垫准确、方便地与研磨台对准，使每次安装研磨垫都能安装在中心位置。

Description

用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地，涉及一种用于化学机械研磨(CMP)设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法。

背景技术

20世纪80年代后期，IBM发展了CMP技术，并将其应用于半导体制造工艺中，实现对半导体硅片的平坦化。CMP是一种表面全局平坦化技术，由于它能精确并均匀地把硅片抛光为需要的厚度和平坦度，已经成为一种最广泛采用的技术。CMP的独特方面之一是它能用适当设计的磨料和研磨垫，来抛光多层金属化互连结构中的介质和金属层。研磨垫通常粘附在研磨台的上表面，它是在CMP中决定抛光速率和平坦化能力的一个重要部件。

研磨垫在使用中需要进行定期修整和更换，目的是在研磨垫的寿命期间获得一致的抛光性能。现在安装研磨垫时是通过肉眼目测来确定研磨垫与研磨台中心位置的对齐，安装时很容易造成研磨垫与研磨台中心位置没有对齐。现有技术中，研磨垫直径比研磨台大一点，以避免安装研磨垫时贴歪，增加研磨台暴露在外的风险。但是这样安装时全靠肉眼目测是否对准中心，极易贴歪，经常造成研磨垫未贴在中心位置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法，通过本发明，解决安装研磨垫时定位不够准确，导致安装位置未对准研磨台中心的问题。

为实现上述目的，本发明的研磨垫安装夹具装置的技术方案如下：

一种用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于：包括上弧形钢板和下弧形钢板，两个所述上弧形钢板和下弧形钢板的剖切面为L型，且相互倒扣在一起，以两个贴合在一起的圆弧壁为界，形成靠近弧形钢板外弧边缘侧的装卸执行部和用于夹紧所述研磨垫的钳部；其中，所述装卸执行部包括一个夹紧单元和位于所述夹紧单元两侧的两个导流单元；所述夹紧单元包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子和通过夹紧上下两块弧形钢板使所述钳部夹紧研磨垫的紧固件；所述导流单元包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子、抵接在所述上弧形钢板和下弧形钢板间且包围所述销子外侧的弹簧、以及限定所述上下两块弧形钢板的最大间隔距离的紧固件；所述下弧形钢板的内弧边缘的曲率与研磨台的曲率相同。

进一步地，所述钳部的深度与研磨垫边缘突出研磨台部分相同。

进一步地，所述圆弧壁的曲率与研磨垫边缘曲率相同。

进一步地，所述夹紧单元的销子带螺纹，所述夹紧单元的紧固件为螺帽。

进一步地，所述螺帽带旋转把手。

进一步地，一种权利要求1至5所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S01：夹紧研磨垫，首先将研磨垫边缘深入至所述钳部，控制研磨垫边缘深入所述钳部的深度等于研磨垫边缘突出研磨台部分，然后通过旋紧所述夹紧单元的紧固件使所述钳部夹紧研磨垫，接着让所述下弧形钢板的内弧边缘贴住研磨台边缘，实现研磨垫对准研磨台中心；

步骤S02：卸载研磨垫，通过旋松所述夹紧单元的紧固件，所述导流单元的弹簧将所述上下两块弧形钢板撑开，从而使所述钳部张开，研磨垫被安装在研磨台上。

从上述技术方案可以看出，通过本发明，能够在安装研磨垫时使研磨垫准确、方便地与研磨台对准，使每次安装研磨垫都能安装在中心位置。因此，本发明具有显著特点。

附图说明

图1是本发明的研磨垫安装夹具结构示意图；

图2是本发明的两侧固定销子切面图；

图3是本发明的中间固定螺丝切面图；

图4是本发明的研磨垫安装夹具使用示意图；

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在以下本发明的具体实施方式中，请参阅图1至图4。一种用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，包括上弧形钢板1和下弧形钢板2，两个所述上弧形钢板1和下弧形钢板2的剖切面为L型，且相互倒扣在一起，以两个贴合在一起的圆弧壁13为界，形成靠近弧形钢板外弧边缘侧的装卸执行部14和用于夹紧所述研磨垫的钳部6；其中，所述装卸执行部14包括一个夹紧单元5和位于所述夹紧单元两侧的两个导流单元3和4；所述夹紧单元5包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子和通过夹紧上下两块弧形钢板使所述钳部6夹紧研磨垫7的紧固件；所述导流单元包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子、抵接在所述上弧形钢板和下弧形钢板间且包围所述销子外侧的弹簧、以及限定所述上下两块弧形钢板的最大间隔距离的紧固件；所述下弧形钢板的内弧边缘的曲率与研磨台的曲率相同。

首先请参阅图1，图1是本发明的研磨垫安装夹具结构示意图。如图所示，本发明的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置包括上弧形钢板1和下弧形钢板2，两个所述上弧形钢板1和下弧形钢板2相互倒扣在一起，形成本发明的研磨垫安装夹具装置。其中，靠近弧形钢板外弧边缘侧为装卸执行部14，所述装卸执行部14包括一个夹紧单元5和位于所述夹紧单元5两侧的两个导流单元3和4。所述夹紧单元5用于提供向下的压力，使上下两块弧形钢板互相靠近，从而使所述钳部能夹紧研磨垫；所述导流单元3和4用于定位和连接上下两块弧形钢板，限制其不能平面运动。所述装卸执行部14的作用是能更方便地实现上下两弧形钢板的靠近和远离，用于夹紧和卸载研磨垫。

请参阅图2，图2是本发明的两侧固定销子切面图，即图1中导流单元3和4的一个具体实施例的切面图。如图所示，所述上弧形钢板1和下弧形钢板2的剖切面为L型，且相互倒扣在一起，以两个贴合在一起的圆弧壁13为界，形成靠近弧形钢板外弧边缘侧的装卸执行部14和用于夹紧所述研磨垫的钳部6。钳部6的深度12为从下弧形钢板2的内弧边缘到所述圆弧壁13的距离，其可以用来限制研磨垫进入钳部的深度。优选地，钳部6的深度12与研磨垫突出研磨台部分相同。

请继续参阅图2。优选地，圆弧壁13的曲率与研磨垫边缘曲率相同。当研磨垫7深入至圆弧壁13，因为圆弧壁13的曲率与研磨垫边缘曲率相同，所以，研磨垫7的边缘可以与钳部6完全卡合，使其不能平面内运动，实现每次安装研磨垫都与研磨台中心对准。

请继续参阅图2。如图所示，所述导流单元包括上端带固定堵头且无螺纹的销子15、抵接在所述上弧形钢板1和下弧形钢板2间且包围销子15外侧的弹簧8。销子15垂直穿过所述上弧形钢板1且进入所述下弧形钢板2，用于定位和连接上下两块弧形钢板，除此之外，销子15的长度还可以限定钳部6张开的最大高度；弹簧8提供弹力，当夹紧研磨垫时，能使上下两块弧形钢板平行且缓慢靠近，当卸载研磨垫时，能使上下两块弧形钢板自动的平行且缓慢弹开，便于研磨垫的夹紧和卸载。销子15也可以为其它类型，只要能起到相同作用，并且是本领域技术人员不需要创新就可以变换的形式皆属于本发明的保护范围，例如带螺纹和螺帽的销子，螺帽可以起到限定钳部6张开高度的作用。

请继续参阅图2。如图所示，所述下弧形钢板2的内弧边缘11的曲率与研磨台的曲率相同。当使用本发明的夹具安装研磨垫时，只要将下弧形钢板2的内弧边缘11贴紧研磨台，就可实现研磨垫与研磨台中心对准。

请参阅图3，图3是本发明的中间固定螺丝切面图，即图1中夹紧单元5的一个具体实施例的切面图。如图所示，所述夹紧单元5包括带螺纹的销子9和螺帽10，销子9垂直穿过所述上弧形钢板1且进入所述下弧形钢板2，螺帽10用来夹紧上下两块弧形钢板使所述钳部夹紧研磨垫，即紧固件。通过拧紧螺帽10，使上弧形钢板1和下弧形钢板2慢慢靠近，从而使钳部6夹紧研磨垫。优选地，所述螺帽带旋转把手，优点是不用再借助其它工具就可以拧紧螺帽，便于操作，减小污染。

一种使用本发明的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具的使用方法，其包括如下步骤：

步骤S01：夹紧研磨垫，首先将研磨垫边缘深入至所述钳部6，控制研磨垫边缘深入所述钳部的深度等于研磨垫边缘突出研磨台部分，然后通过旋紧所述夹紧单元的紧固件使所述钳部夹紧研磨垫，接着让所述下弧形钢板2的内弧边缘11贴住研磨台边缘，实现研磨垫对准研磨台中心；

该步骤中，通过仅旋转一个带旋转把手的螺帽10，就能确保夹具对研磨垫7的夹紧作用，不需要借助其它工具，操作方便且快速；通过使用两个定位，即钳部完全卡合研磨垫边缘突出研磨台的部分和所述下弧形钢板2的内弧边缘11完全贴合研磨台边缘，不需要肉眼目测，即可确保研磨垫每次都与研磨台中心对准。

步骤S02：卸载研磨垫，通过旋松所述夹紧单元的紧固件，所述导流单元的弹簧将所述上下两块弧形钢板撑开，从而使所述钳部张开，研磨垫被安装在研磨台上。

该步骤中，通过旋松带旋转把手的螺帽10，在弹簧8的作用下，上下两弧形钢板会自动弹开，避免手动或借助其它装置撑开，可以有效地避免研磨垫被污染或损伤，从而将研磨垫留在研磨台上，完成研磨垫的安装。

因此，通过本发明的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置及使用方法，安装研磨垫时能使研磨垫准确、方便地与研磨台对准，使每次安装研磨垫都能安装在中心位置。因此，本发明具有显著的特点。

以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于：包括上弧形钢板和下弧形钢板，两个所述上弧形钢板和下弧形钢板的剖切面为L型，且相互倒扣在一起，以两个贴合在一起的圆弧壁为界，形成靠近弧形钢板外弧边缘侧的装卸执行部和用于夹紧所述研磨垫的钳部；其中，所述装卸执行部包括一个夹紧单元和位于所述夹紧单元两侧的两个导流单元；所述夹紧单元包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子和通过夹紧上下两块弧形钢板使所述钳部夹紧研磨垫的紧固件；所述导流单元包括从垂直穿过所述上弧形钢板且进入所述下弧形钢板的销子、抵接在所述上弧形钢板和下弧形钢板间且包围所述销子外侧的弹簧、以及限定所述上下两块弧形钢板的最大间隔距离的紧固件；所述下弧形钢板的内弧边缘的曲率与研磨台的曲率相同。

2.根据权利要求1所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于，所述钳部的深度与研磨垫边缘突出研磨台部分相同。

3.根据权利要求1所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于，所述圆弧壁的曲率与研磨垫边缘曲率相同。

4.根据权利要求1所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于，所述夹紧单元的销子带螺纹，所述夹紧单元的紧固件为螺帽。

5.根据权利要求4所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置，其特征在于，所述螺帽带旋转把手。

6.一种权利要求1至5所述的用于CMP设备上的研磨垫安装夹具装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S01：夹紧研磨垫，首先将研磨垫边缘深入至所述钳部，控制研磨垫边缘深入所述钳部的深度等于研磨垫边缘突出研磨台部分，然后通过旋紧所述夹紧单元的紧固件使所述钳部夹紧研磨垫，接着让所述下弧形钢板的内弧边缘贴住研磨台边缘，实现研磨垫对准研磨台中心；

步骤S02：卸载研磨垫，通过旋松所述夹紧单元的紧固件，所述导流单元的弹簧将所述上下两块弧形钢板撑开，从而使所述钳部张开，研磨垫被安装在研磨台上。