CN114633206A - 一种修整装置及晶圆抛光系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种修整装置及晶圆抛光系统,其中,修整装置包括安装架、升降机构以及检测件,升降机构具有升降驱动件,升降驱动件的安装端与安装架连接,升降驱动件的驱动端适于与磨头连接,升降驱动件具有驱动磨头靠近或远离抛光垫的修磨状态;检测件适于依据检测到的磨头位移的距离以形成位置信息,升降驱动件驱动磨头朝向抛光垫的方向运动,直至抛光垫与磨头抵接,随着磨抛工作的进行,抛光垫的磨损程度加大,而升降驱动件驱动磨头始终与抛光垫抵接,工作人员可根据检测件检测到的位移距离变化,准确判断出抛光垫的磨损程度,从而及时对抛光垫进行更换,避免使用磨损过度的抛光垫对晶圆抛光。
Description
技术领域
本发明涉及半导体加工技术领域,具体涉及一种修整装置及晶圆抛光系统。
背景技术
半导体器件制作过程中,需将晶圆进行抛光研磨,化学机械研磨是将晶片与研磨垫表面接触,然后通过晶片表面与研磨垫表面之间的相对运动将晶片表面平坦化的过程。目前,业界通常利用化学机械研磨设备的研磨垫调整装置来调整研磨垫的研磨表面的平整度。
现有技术的抛光垫垫调整装置包括连接梁、升降气缸、电机安装架、伺服电机以及磨头,连接梁的一端固定有升降气缸,升降气缸的驱动端设置有电机安装架,伺服电机安装在电机安装架的底部,伺服电机的驱动端与磨头固定连接,通过升降气缸来调节磨头与抛光垫的压力。
但是,上述的抛光垫调整装置不能判断抛光垫的磨损程度,导致使用磨损过度的抛光垫对晶圆抛光,从而使得晶圆的抛光效果差。
发明内容
因此,本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的由于不能判断抛光垫的磨损程度,导致使用磨损过度的抛光垫对晶圆抛光,从而使得晶圆抛光效果差的缺陷。
为此,本发明提供一种修整装置,包括:
安装架;
升降机构,所述升降机构具有升降驱动件,所述升降驱动件的安装端与所述安装架连接,所述升降驱动件的驱动端适于与磨头连接,所述升降驱动件具有驱动所述磨头靠近和远离抛光垫的修磨状态;
检测件,所述检测件适于依据检测到的所述磨头位移的距离以形成位置信息,所述升降驱动件具有依据所述位置信息控制所述磨头停止升降
可选地,上述的修整装置,所述升降机构还包括滑移组件,所述滑移组件包括滑轨和滑台,所述滑轨与安装架固定连接,所述滑轨的轴向朝向靠近抛光垫的方向延伸,所述滑台与所述滑轨滑动连接,所述滑台的一端与所述升降驱动件的驱动端连接,所述滑台的另一端与所述磨头连接。
可选地,上述的修整装置,所述升降机构还包括丝杠结构,所述丝杠结构设置在所述滑台和所述升降驱动件之间。
可选地,上述的修整装置,还包括转动驱动件,所述转动驱动件的安转端与滑台连接,所述转动驱动件的驱动端与所述磨头固定连接。
可选地,上述的修整装置,所述升降机构还包括防过载组件,所述防过载组件包括皮带、第一带轮以及第二带轮,所述第一带轮与所述升降驱动件的驱动端固定连接,所述第二带轮设置在安装架远离所述第一带轮的一端,所述第二带轮与丝杠结构固定连接,所述皮带绕设在所述第一带轮和所述第二带轮之间。
可选地,上述的修整装置,还包括固定座与位移驱动件,所述位移驱动件的安装端与所述固定做连接,所述位移驱动件的驱动端与所述安装架远离所述升降驱动件的一端固定连接。
一种晶圆抛光系统,包括上述的修整装置。
可选地,上述的晶圆抛光系统,还包括基座,所述固定座设置在所述基座上。
可选地,上述的晶圆抛光系统,还包括晶圆以及抛光垫;所述抛光垫设置在所述基座上。
可选地,上述的晶圆抛光系统,还包括抛光装置,所述抛光装置设置在基座远离修整装置的一端,所述抛光装置的抛光端通过所述晶圆与诉搜狐抛光垫抵接。
本发明提供的技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的修整装置,包括安装架、升降机构以及检测件,所述升降机构具有升降驱动件,所述升降驱动件的安装端与所述安装架连接,所述升降驱动件的驱动端适于与磨头连接,所述升降驱动件具有驱动所述磨头靠近或远离抛光垫的修磨状态;所述检测件适于依据检测到的所述磨头位移的距离以形成位置信息,所述升降驱动件具有依据所述位置信息控制所述磨头停止升降。
此结构的修整装置,升降驱动件驱动磨头朝向抛光垫的方向运动,直至抛光垫与磨头抵接,随着磨抛工作的进行,抛光垫的磨损程度加大,升降驱动件驱动磨头始终与抛光垫抵接,工作人员可根据检测件检测到的位移距离变化,准确判断出抛光垫的磨损程度,从而及时对抛光垫进行更换,避免使用磨损过度的抛光垫对晶圆抛光。
2.本发明提供的晶圆抛光系统,包括上述的修整装置。
此结构的晶圆抛光系统,由于修整装置能为更换抛光垫提供准确的数据,避免了使用磨损过度的抛光垫对晶圆抛光,从而提高了晶圆的抛光效果,进一步提高了晶圆的成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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获得其他的附图。
图1为本发明提供的晶圆抛光系统的结构示意图;
图2为本发明提供的修整装置的结构示意图;
附图标记说明:
1-修整装置;11-安装架;121-升降驱动件;1221-滑轨;1222-滑台;123-丝杠结构;1231-丝杆;1232-螺母件;1241-第一带轮;1242-第二带轮;1243-皮带;13-转动驱动件;14-固定座;15-位移驱动件;16-磨头;
2-基座;
3-晶圆;
4-抛光垫;
5-抛光装置。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,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做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。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种修整装置,如图2所示,包括安装架11、升降机构以及检测件,安装架11的横截面为T形,升降驱动机构具有升降驱动件121,升降驱动件121为伺服电机,升降驱动件121的安装端固定在安装架11的右侧面上,升降驱动件121驱动磨头16朝向抛光垫4的方向靠近,检测件用于检测磨头16的位移距离,从而判断抛光垫4的磨损程度。
如图2所示,本实施例提供的修整装置,升降机构还包括滑移组件、丝杠结构123、防过载组件,防过载组件设置在安装架11的顶面上,防过载组件包括皮带1243、第一带轮1241以及第二带轮1242,升降驱动件121的驱动轴贯穿安装架11与第一带轮1241固定连接,第二带轮1242设置在安装架11的顶面的左端,第一带轮1241和第二带轮1242之间饶设有皮带1243,第二带轮1242通过转轴转动设置在安装架11上,转轴贯穿安装架11;丝杠结构123包括螺母件1232和丝杆1231,螺母件1232为空心矩形,空心矩形的顶部设置有螺纹孔,丝杆1231的一端与转轴固定连接,丝杆1231的另一端与螺纹孔螺纹连接,滑移组件包括滑轨1221和滑台1222,滑轨1221设置在安装架11的左侧面上,滑轨1221的轴向朝向靠近抛光垫4的方向延伸,滑台1222设置在滑轨1221上,滑台1222与滑轨1221滑动连接,螺母件1232的右侧面与滑台1222固定连接。
如图2所示,本实施例提供的修整装置,还包括转动驱动件13,转动驱动件13为电机,转动驱动件13设置在螺母件1232的空心矩形内部,转动驱动件13的驱动轴穿过螺母件1232的底部与磨头16连接,带动磨头16转动,实现对抛光垫4的修磨。
如图2所示,本实施例提供的修整装置,还包括固定座14以及位移驱动件15,位移驱动件15为电机,位移驱动件15与固定座14固定连接,位移驱动件15的驱动端与安装架11的顶部的右端固定连接,用于使安装架11作圆周运动。
如图2所示,本实施例提供的修整装置,检测件的检测端朝向滑块,检测件为激光传感器,作为可替代的实施方式,检测件也可为超声波等可测距的传感器,检测件设置在滑轨1221的一端。
本实施例提供的修整装置,其工作原理如下:
当抛光垫4需要修磨时,升降驱动件121为力矩模式,即输出的力矩值为定值,首先,转动驱动件13开始工作,给升降驱动件121设定一个运行力矩值,升降驱动件121转动带动第一带轮1241转动,第一带轮1241通过皮带1243带动第二带轮1242转动,第二带轮1242带动丝杆1231转动,丝杆1231推动螺母件1232下降,从而螺母件1232带动滑块在滑轨1221上滑动,螺母件1232移动带动转动驱动件13下降,从而带动磨头16向下移动,使得磨头16渐渐靠近抛光垫4,当磨头16与抛光垫4接触力矩达到设定的运行力矩时,磨头16停止下降,转动驱动件13带动磨头16转动,实现磨头16对抛光垫4的修磨,随着抛光垫4的磨损,磨头16与抛光垫4的接触力矩渐渐小于设定的力矩值时,升降驱动件121驱动磨头16继续下降,直至磨头16与抛光垫4的接触力矩与设定的运行力矩又一次平衡,如此往复保持二者的力矩动态平衡;当检测件检测到滑块下降的距离到达指定的距离时,控制升降机构停止工作,即磨头16停止下降,然后关闭转动驱动电机,控制升降驱动件121反向转动,使得磨头16抬升,远离抛光垫4,方便工作人员对抛光垫4进行更换。
本实施例提供的修整装置,升降驱动件121驱动磨头16朝向抛光垫4的方向运动,直至抛光垫4与磨头16抵接,随着磨抛工作的进行,抛光垫4的磨损程度加大,升降驱动件121驱动磨头16始终与抛光垫4抵接,工作人员可根据检测件检测到的位移距离变化,准确判断出抛光垫4的磨损程度,从而及时对抛光垫4进行更换,避免使用磨损过度的抛光垫4对晶圆3抛光。
实施例2
本实施例提供晶圆3抛光系统,如图1所示,包括实施例1的修整装置1。
如图1所示,本实施例提供的晶圆3抛光系统,还包括基座2、晶圆3以及抛光装置5,修整装置1设置在基座2的一端,抛光垫4设置在基座2的中间,抛光装置5设置在基座2的另一端,抛光装置5的抛光端压盖在晶圆3上,晶圆3放置在抛光垫4上。
本实施例提供的晶圆3抛光系统,由于修整装置1能为更换抛光垫4提供准确的数据,避免了使用磨损过度的抛光垫4对晶圆3抛光,从而提高了晶圆3的抛光效果,进一步提高了晶圆3的成品率。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种修整装置,其特征在于,包括:
安装架(11);
升降机构,所述升降机构具有升降驱动件(121),所述升降驱动件(121)的安装端与所述安装架(11)连接,所述升降驱动件(121)的驱动端适于与磨头(16)连接,所述升降驱动件(121)具有驱动所述磨头(16)靠近和远离抛光垫(4)的修磨状态;
检测件,所述检测件适于依据检测到的所述磨头(16)位移的距离以形成位置信息,所述升降驱动件(121)具有依据所述位置信息控制所述磨头停止升降。
2.根据权利要求1所述的修整装置,其特征在于,所述升降机构还包括滑移组件,所述滑移组件包括滑轨(1221)和滑台(1222),所述滑轨(1221)与安装架(11)固定连接,所述滑轨(1221)的轴向朝向靠近抛光垫(4)的方向延伸,所述滑台(1222)与所述滑轨(1221)滑动连接,所述滑台(1222)的一端与所述升降驱动件(121)的驱动端连接,所述滑台(1222)的另一端与所述磨头(16)连接。
3.根据权利要求2所述的修整装置,其特征在于,所述升降机构还包括丝杠结构(123),所述丝杠结构(123)设置在所述滑台(1222)和所述升降驱动件(121)之间。
4.根据权利要求2或3所述的修整装置,其特征在于,还包括转动驱动件(13),所述转动驱动件(13)的安转端与滑台(1222)连接,所述转动驱动件(13)的驱动端与所述磨头(16)固定连接。
5.根据权利要求4所述的修整装置,其特征在于,所述升降机构还包括防过载组件,所述防过载组件包括皮带(1243)、第一带轮(1241)以及第二带轮(1242),所述第一带轮(1241)与所述升降驱动件(121)的驱动端固定连接,所述第二带轮(1242)设置在安装架(11)远离所述第一带轮(1241)的一端,所述第二带轮(1242)与丝杠结构(123)固定连接,所述皮带(1243)绕设在所述第一带轮(1241)和所述第二带轮(1242)之间。
6.根据权利要求5所述修整装置,其特征在于,还包括固定座(14)与位移驱动件(15),所述位移驱动件(15)的安装端与所述固定做连接,所述位移驱动件(15)的驱动端与所述安装架(11)远离所述升降驱动件(121)的一端固定连接。
7.一种晶圆抛光系统,其特征在于,包括权利要求1-6中任一项所述的修整装置(1)。
8.根据权利要求7所述的晶圆抛光系统,其特征在于,还包括基座(2),固定座(14)设置在所述基座(2)上。
9.根据权利要求8所述的晶圆抛光系统,其特征在于,还包括抛光垫(4);所述抛光垫(4)设置在所述基座(2)上。
10.根据权利要求9所述的晶圆抛光系统,其特征在于,还包括抛光装置,所述抛光装置设置在基座(2)远离修整装置(1)的一端,所述抛光装置的抛光端通过所述晶圆(2)与所述抛光垫(4)抵接。
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