CN113319736B - 研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机 - Google Patents

研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机，其中，研磨盘窗口盖包括窗口盖本体和保护件；保护件设于窗口盖本体上，以用于在研磨时与研磨垫接触。本发明改进了研磨盘窗口盖的结构，解决了研磨盘窗口盖容易被研磨垫粘下来的问题，保护了研磨盘窗口盖，避免了多次重新安装，也解决了因研磨盘窗口盖安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。

Description

研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机
技术领域
本发明涉及研磨机技术领域，尤其涉及一种研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机。
背景技术
随着5G的兴起，它所具有的超高速率，超低延时，超高密度等优点，使物联网，人工智能，无人驾驶等新兴技术迅猛发展。这就要求生产5G技术的芯片具有高效率，低能耗等特点。随着半导体芯片制造技术的发展，200mm及以上晶圆的化学机械平坦化工艺(ChemicalMechanical Planarization，简称CMP)在芯片生产中的作用和要求也就越来越高。这对CMP研磨机台的性能要求也是越来越严格，包括效率、稳定性、成本控制、机台保养方便易行等参数。
目前研磨盘使用的材质是不锈钢材料，在表面开一个固定大小的窗口，将研磨盘窗口盖盖在研磨盘的窗口上。设置研磨盘窗口盖的目的是保证研磨盘平整性，避免研磨液和水等液体漏到机台内部而造成机台电路短路。在对晶圆进行研磨时，需要将研磨垫贴在研磨盘上，晶圆在研磨垫上进行研磨。研磨垫长时间的进行研磨，研磨垫的背胶会与研磨盘窗口连接紧密，当到达使用寿命而需要更换时，研磨垫的背胶经常将研磨盘窗口盖粘下来，需要再次将窗口盖装回研磨盘，若安装不到位，还会存在因凸起的窗口盖而导致研磨垫磨平的风险，影响晶圆的均匀度，降低了产品的良率。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种研磨盘窗口盖、研磨盘及研磨机，旨在避免研磨盘窗口盖被研磨垫粘起的问题，避免多次重新安装，解决因研磨盘窗口盖安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。
为实现上述目的，本发明提出一种研磨盘窗口盖，应用于研磨机，所述研磨盘窗口盖包括：
窗口盖本体；以及
保护件，设于所述窗口盖本体上，以用于在研磨时与研磨垫接触。
可选地，所述保护件由透明材质制成。
可选地，所述保护件为涂布于所述窗口盖本体上的PVC、PP或PC透明涂层。
可选地，所述保护件的厚度为0.0001um～5.00cm。
可选地，所述保护件包括多个第一子涂层，多个所述第一子涂层依次层叠涂布于所述窗口盖本体上；或者
所述保护件包括多个贴合片，多个所述贴合片依次层叠粘贴于所述窗口盖本体上。
可选地，在所述保护件为多个所述第一子涂层时，各所述第一子涂层之间的粘合力小于所述保护件与所述窗口盖本体之间的粘合力；或者
在所述保护件为多个所述贴合片时，各所述贴合片之间的粘合力小于所述保护件与所述窗口盖本体之间的粘合力。
可选地，所述保护件的耐压压力为0～15psi。
可选地，所述保护件的适应温度为0～70℃。
可选地，所述窗口盖本体由透明材料制成。
为了实现上述目的，本发明还提出一种研磨盘，所述研磨盘开设有信号窗口，所述信号窗口上盖设有如上所述的研磨盘窗口盖，所述研磨盘窗口盖包括：
窗口盖本体；以及
保护件，设于所述窗口盖本体上，以用于在研磨时与研磨垫接触。
可选地，所述研磨盘窗口盖与所述信号窗口的周壁之间通过密封件密封连接。
为了实现上述目的，本发明还提出一种研磨机，所述研磨机包括如上所述的研磨盘。
在本发明的技术方案中，由于该研磨盘窗口盖包括窗口盖本体和保护件，保护件设于窗口盖本体上，以用于在研磨时与研磨垫接触，避免了研磨盘窗口盖的窗口盖本体之间与研磨垫接触而被其背胶粘下来，保护了研磨盘窗口盖，避免了多次重新安装，也解决了因研磨盘窗口盖安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为现有技术中研磨盘的结构示意图；
图2为现有技术中抓取研磨终点的数据采集正视图；
图3为现有技术中研磨终点的数据信号收集曲线图；
图4为本发明研磨盘一实施例的结构示意图；
图5为本发明研磨盘窗口盖一实施例的结构示意图；
图6为本发明研磨盘窗口盖另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 窗口盖本体 10 研磨盘窗口盖
200 保护件 20 研磨盘
201 第一子涂层/贴合片 21 信号窗口
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
随着5G的兴起，它所具有的超高速率，超低延时，超高密度等优点，使物联网，人工智能，无人驾驶等新兴技术迅猛发展。这就要求生产5G技术的芯片具有高效率，低能耗等特点。随着半导体芯片制造技术的发展，200mm及以上晶圆的化学机械平坦化工艺(ChemicalMechanical Planarization，简称CMP)在芯片生产中的作用和要求也就越来越高。这对CMP研磨机台的性能要求也是越来越严格，包括效率、稳定性、成本控制、机台保养方便易行等参数。
CMP研磨工艺需要大量的耗材，包括研磨垫、钻石整理器、研磨液过滤器、晶圆控制环、清洁刷等等，设备工程师需要经常对这些耗材进行更换，因此，耗材更换的便利性亟待提升。
CMP研磨有些工艺使用的Endpoint(研磨终点)方式，比如DSTI CMP(DirectShallow Trench Isolation，直接浅沟槽隔离),W CMP(钨研磨),Cu CMP(铜研磨)等等，而这些Endpoint是通过激光或者扭矩来将光信号转换为电信号来实现，这些信号的传输是通过研磨盘20上的信号窗口21(如图1所示)来完成的，研磨晶圆表面的形态，材质等变化通过信号窗口21传送到Endpoint接受装置来实现，如图2所示(其中，Laser Window为激光窗口，即信号窗口21，Platen为研磨盘20，Wafer为晶圆，阴影部分为在研磨盘20旋转过程中光信号扫描晶圆的区域)，最终形成了Endpoint研磨曲线，参考图3，这就完成了Endpoint的整个工艺。
参考图1，目前研磨盘20使用的材质是不锈钢材料，在表面开一个固定大小的信号窗口21，将研磨盘窗口盖10盖在研磨盘20的信号窗口21上。设置研磨盘窗口盖10的目的是保证研磨盘20平整性，避免研磨液和水等液体漏到机台内部而造成机台电路短路。在对晶圆进行研磨时，需要将研磨垫贴在研磨盘20上，晶圆在研磨垫上进行研磨。研磨垫长时间的进行研磨，研磨垫的背胶会与研磨盘窗口盖10连接紧密，当到达使用寿命而需要更换时，研磨垫的背胶经常将研磨盘窗口盖10粘下来，需要再次将研磨盘窗口盖10装回研磨盘20，若安装不到位，还会存在因凸起的研磨盘窗口盖10而导致研磨垫磨平的风险，影响晶圆的均匀度，降低了产品的良率。
为了避免研磨盘窗口盖被研磨垫粘起的问题，避免多次重新安装，解决因研磨盘窗口盖安装不到位而导致研磨垫磨平的问题，本发明提出一种研磨盘窗口盖，适用于各种研磨机，尤其是规格为200mm或300mm CMP研磨机，此处不做限定。
参照图4和图5，在发明一实施例中，该研磨盘窗口盖10用于盖设于研磨盘20的信号窗口21上；该研磨盘窗口盖10包括窗口盖本体100和保护件200；保护件200设于窗口盖本体100上，以用于在研磨时与研磨垫接触。
在一些应用场景中，研磨盘20内可设有激光检测装置，激光检测装置用于检测晶圆被磨掉的厚度。因此，窗口盖本体100可采用透明材质，优选为PP透明材料或者PVC透明材料等，以允许光信号传输通过，进而实现激光检测功能。
在本实施例中，保护件200也可采用透明材质，以尽量减小研磨盘窗口盖10传输光信号的影响，保护件200可采用PVC、PP或PC等透明材料，此处不限。
当然，在一些其他实施例中，也可在窗口盖本体100局部设置非透明材料制成的保护件200，这也可起到一定的保护作用，本发明并不限定其具体材料。
需要说明，保护件200可通过涂布或粘贴等方式设于窗口盖本体100的表面上，此处不限定保护件200与窗口盖本体100具体的连接方式。
在本发明的技术方案中，由于该研磨盘窗口盖10包括窗口盖本体100和保护件200，保护件200设于窗口盖本体100上，以用于在研磨时与研磨垫接触，避免了研磨盘窗口盖10的窗口盖本体100之间与研磨垫接触而被其背胶粘下来，保护了研磨盘窗口盖10，避免了多次重新安装，也解决了因研磨盘窗口盖10安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。
为了实现更好的保护窗口盖本体100的效果，在一些实施例中，保护件200的厚度可设置为0.0001um～5.00cm。如此，可使得每次研磨垫背胶粘下来的都是窗口盖本体100表面上的保护件200而不是整个研磨盘窗口盖10被粘下来，进一步地保护了研磨盘窗口盖10本体。
请参考图6，在一些实施例中，保护件200可包括多个第一子涂层201，多个第一子涂层201依次层叠设置于窗口盖本体100上。如此，研磨垫可从上至下依次消耗第一子涂层201，可减少操作频率。当第一子涂层201即将消耗完毕时，可通过人工的方式自行涂设添加新的涂层在最顶部的涂层或窗口盖本体100上，以维持研磨机的正常工作。
当然，在一些其他实施例中，参考图6，保护件200也可为贴合片201，贴合片201的数量也可为一个或多个，多个贴合片201可通过胶水粘贴等方式依次层叠于窗口盖本体100上。与上述原理相同，研磨垫可从上至下依次消耗贴合片201，可减少操作频率。当贴合片201即将消耗完毕时，可通过人工的方式自行粘贴新的贴合片201在最顶部的贴合片201上，以维持研磨机的正常工作。
进一步地，为了实现更好的保护效果，以使研磨垫背胶每次粘起的是保护件200而不会带起窗口盖本体100，在一些实施例中，在保护件200为多个第一子涂层201时，各第一子涂层201之间的粘合力可小于保护件200与窗口盖本体100之间的粘合力。在保护件200为多个贴合片201时，各贴合片201之间的粘合力可小于保护件200与窗口盖本体100之间的粘合力。
可以理解，在本技术方案中，由于各第一子涂层201或贴合片201之间的粘合力小于保护件200与窗口盖本体100之间的粘合力，可确保研磨垫背胶每次与研磨盘窗口盖10接触时粘起的始终是最上层的第一子涂层201或贴合片201，避免窗口盖本体100被带起，进一步地提升了该研磨盘窗口盖10的稳定性，保护了研磨盘窗口盖10本体，避免了多次重新安装，也解决了因研磨盘窗口盖10安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。
为了使研磨盘窗口盖10达到较好的稳定性，在一些实施例中，保护件200的耐压压力可为0～15psi。
需要说明，在研磨机的使用场景中，研磨盘20上的窗口盖通常会处于0～15psi压力下，而为了避免保护件200不发生变形，本实施例优先采用耐压压力处于上述范围内的保护件200，以避免保护件200变形失效。在本技术方案中，保护件200可通过采用透明PVC或透明PP来达到上述要求。当然，在另外一些实施例中，也可采用其他材料的保护件200来实现耐压压力要求，此处不限。
此外，在研磨机的使用场景中，研磨盘20上的窗口盖处的温度通常处于0～70℃，因此，为了确保保护件200不受热变形而影响性能，在一些实施例中，保护件200的适应温度可为0～70℃。在本技术方案中，保护件200可通过采用透明PVC或透明PP来达到上述要求。当然，在另外一些实施例中，也可采用其他材料的保护件200来实现温度要求，此处不限。
本发明还提出一种研磨盘20，请结合图1和图4，该研磨盘20开设有信号窗口21，信号窗口21上盖设有研磨盘窗口盖10，该研磨盘窗口盖10的具体结构参照上述实施例，由于本发明提出的研磨盘20包括上述研磨盘窗口盖10的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述研磨盘20相同的技术效果，此处不一一阐述。
为了提高研磨盘20的密封性能，在一些实施例中，研磨盘窗口盖10与信号窗口21的周壁之间可通过密封件密封连接。
其中，密封件可采用橡胶或硅胶等材质，此处不限。
本发明还提出一种研磨机，该研磨机包括研磨盘20，该研磨盘20的具体结构参照上述实施例，由于本发明提出的研磨机包括上述研磨盘20的所有实施例的所有方案，因此，至少具有与所述研磨盘20相同的技术效果，此处不一一阐述。
需要说明，该研磨机可为200mm或300mm CMP研磨机，此处不做具体限定。
在本发明的技术方案中，该研磨机的研磨盘窗口盖10包括窗口盖本体100和保护件200；保护件200设于窗口盖本体100上，以用于在研磨时与研磨垫接触。
本发明通过将该研磨机的保护件200设于窗口盖本体100上，以用于在研磨时与研磨垫接触，避免了研磨盘窗口盖10的窗口盖本体100之间与研磨垫接触而被其背胶粘下来，保护了研磨盘窗口盖10，避免了多次重新安装，也解决了因研磨盘窗口盖10安装不到位而导致研磨垫磨平的问题。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种研磨盘窗口盖，应用于研磨机，其特征在于，所述研磨盘窗口盖包括：
窗口盖本体；以及
保护件，所述保护件由透明材质制成，所述保护件包括多个第一子涂层，多个所述第一子涂层依次层叠涂布于所述窗口盖本体上，以用于在研磨时与研磨垫接触，避免所述窗口盖本体与所述研磨垫接触而被其背胶粘下来；其中，各所述第一子涂层之间的粘合力小于所述保护件与所述窗口盖本体之间的粘合力。
2.如权利要求1所述的研磨盘窗口盖，其特征在于，所述保护件为涂布于所述窗口盖本体上的PVC、PP或PC透明涂层。
3.如权利要求1所述的研磨盘窗口盖，其特征在于，所述保护件的厚度为0.0001um~5.00cm。
4.如权利要求1所述的研磨盘窗口盖，其特征在于，所述保护件的耐压压力为0~15psi。
5.如权利要求1所述的研磨盘窗口盖，其特征在于，所述保护件的适应温度为0~70℃。
6.如权利要求1-5任一项所述的研磨盘窗口盖，其特征在于，所述窗口盖本体由透明材料制成。
7.一种研磨盘，其特征在于，所述研磨盘设有信号窗口，所述信号窗口上盖设有如权利要求1-5任一项所述的研磨盘窗口盖。
8.如权利要求7所述的研磨盘，其特征在于，所述研磨盘窗口盖与所述信号窗口的周壁之间通过密封件密封连接。
9.一种研磨机，其特征在于，所述研磨机包括如权利要求7或8所述的研磨盘。
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