CN114700869A - 一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法，研磨垫上设有多个环形沟槽；多个环形沟槽构成同心圆；其中相邻两个环形沟槽之间设有多个沿环形沟槽径向的用于图像识别的pad沟槽；多个pad沟槽的沟槽深度各不相等；研磨垫的上方设有图像搜集系统，图像搜集系统用于监控pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；图像分析电脑终端，用于接收来自图像搜集系统的图像，并对接收的图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；CMP主机的电脑终端，用于接收来自图像搜集系统的数据分析结果并根据数据分析结果判断研磨垫的损耗程度及寿命。

Description

一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法。
背景技术
随着半导体制造技术的发展，集成电路的关键尺寸越来越小的同时，对设备的精度需求越来越高，高精度的设备价格动辄几十万上百万，通常来说，这些设备在设计中都会加入一些自动化自我保护功能，例如一些电压稳定装置，断电保护装置等，可以在设备异常时最大限度的降低设备的损害。
化学机械研磨(CMP)设备在集成电路生产中极其重要的作用，CMP设备主要部件有研磨头(Head)、固定环(Retaining Ring)、研磨台(Platen)、研磨垫(Pad)、研磨液供给装置(Slurry Supplier)、修整盘(Disk)以及清洗装置等。其中研磨垫是消耗型配件，达到使用寿命时需要及时更换，否则可能会导致研磨产生废片。然而，目前对研磨垫更换的标准还停留在靠经验和统计的方法来判定，即通过统计已使用时间或已研磨片数来判断某一型号的研磨垫的使用寿命。这种方法存在两个主要的弊端，一是无法使研磨垫的使用寿命达到最大化，因为由于pad生产工艺的限制，无法做到每一张pad的使用寿命都完全一致，经验发现，pad使用寿命的差异至少有15％到20％。安全起见，通过统计方法确定的使用寿命，通常会取经验值最短寿命为这一型号的pad的更换时间点，这样就会造成pad使用寿命的浪费。二是，pad在生产过程中难免会出现规格不达标的pad，某些pad使用寿命远低于标准值，从而导致使用寿命的误判而产生大量废片，造成较大的经济损失。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法，用于解决现有技术中无法确定研磨垫使用寿命造成研磨垫浪费的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统，至少包括：研磨垫，所述研磨垫上设有多个环形沟槽；所述多个环形沟槽构成同心圆；其中相邻两个所述环形沟槽之间设有多个沿所述环形沟槽径向的用于图像识别的pad沟槽；所述多个pad沟槽的沟槽深度各不相等；
所述研磨垫的上方设有图像搜集系统，所述图像搜集系统用于监控所述pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；
图像分析电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；
CMP主机的电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
优选地，所述pad沟槽的个数为三个，分别为第一至第三沟槽，所述第一至第三沟槽的沟槽深度依次递增。
优选地，所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为：实时拍摄并存储所述pad沟槽的图像。
优选地，所述图形分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
本发明还提供判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统的使用方法，该方法至少包括：
步骤一、提供所述研磨垫；
步骤二、所述图像搜集系统监控所述研磨垫上的pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；
步骤三、所述图像分析电脑终端接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；
步骤四、所述CMP主机的电脑终端接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
优选地，步骤二中所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为实时拍摄并存储所述pad沟槽的图像。
优选地，步骤三中所述图形分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
优选地，还包括步骤五、所述CMP主机的电脑终端通过发出报警判断所述研磨垫的寿命。
如上所述，本发明的判断抛光垫损耗程度及寿命的系统及使用方法，具有以下有益效果：本发明可实现实时监测研磨垫使用寿命，可以实时将pad沟槽的图像传输给电脑终端，通过电脑终端的数据分析，通过判断沟槽的形状的变化，自动识别研磨垫使用寿命是否到期，一旦发现沟槽形状异常即发出报警提示。可以保证抛光机的抛光效果的前提下，有效的延长研磨垫使用寿命。
附图说明
图1显示为本发明中的研磨垫俯视图；
图2显示为本发明中的pad沟槽示意图；
图3显示为本发明中不同深度的pad沟槽剖面示意图；
图4显示为本发明中pad沟槽研磨状态的示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，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。
请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本发明提供一种判断抛光垫损耗程度及寿命的系统，至少包括：研磨垫，所述研磨垫上设有多个环形沟槽；所述多个环形沟槽构成同心圆；其中相邻两个所述环形沟槽之间设有多个沿所述环形沟槽径向的用于图像识别的pad沟槽；所述多个pad沟槽的沟槽深度各不相等；
所述研磨垫的上方设有图像搜集系统，所述图像搜集系统用于监控所述pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；
图像分析电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；
CMP主机的电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
如图1所示，图1显示为本发明中的研磨垫俯视图。所述研磨垫上设有多个环形沟槽01；所述多个环形沟槽01构成同心圆；如图2所示，图2显示为本发明中的pad沟槽示意图。其中相邻两个所述环形沟槽01之间设有多个沿所述环形沟槽径向的用于图像识别的pad沟槽02；如图3所示，图3显示为本发明中不同深度的pad沟槽剖面示意图。所述多个pad沟槽02的沟槽深度各不相等；本发明进一步地，本实施例中所述pad沟槽的个数为三个，分别为第一至第三沟槽，所述第一至第三沟槽的沟槽深度依次递增。所述第一沟槽的深度为h1；第二沟槽的深度为h2；第三沟槽的深度为h3。
所述研磨垫的上方设有图像搜集系统，所述图像搜集系统用于监控所述pad沟槽02并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；本发明进一步地，本实施例中所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为：实时拍摄并存储所述pad沟槽02的图像。
图像分析电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；本发明进一步地，本实施例中所述图形分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
CMP主机的电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
本发明还提供判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统的使用方法，该方法至少包括：
步骤一、提供所述研磨垫；
步骤二、所述图像搜集系统监控所述研磨垫上的pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；本发明进一步地，本实施例中步骤二中所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为实时拍摄并存储所述pad沟槽的图像。
步骤三、所述图像分析电脑终端接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；本发明进一步地，本实施例中步骤三中所述图像分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
步骤四、所述CMP主机的电脑终端接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
本发明进一步地，本实施例中还包括步骤五、所述CMP主机的电脑终端通过发出报警判断所述研磨垫的寿命。该步骤五可以对pad沟槽的深度设定终止线(即不能小于该深度)，若经判断所述pad沟槽的深度小于该终止线，则发出报警。
如图4所示，图4显示为本发明中pad沟槽研磨状态的示意图。当研磨垫在研磨过程中被损耗后，所述不同深度的pad沟槽的深度会发生变化，例如：在研磨初始状态时，所述第一至第三沟槽的深度分别为h1、h2、h3；当研磨使得研磨垫的损耗达到一定程度时，第一沟槽的深度h1消失；随着研磨的进行，研磨垫被进一步损耗，所述第二沟槽的深度h2消失。因此，通过步骤二的图像搜集系统所拍摄的pad沟槽的实时图像，并经过步骤三图像分析电脑终端对pad沟槽深度变化的分析，自动识别出pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
综上所述，本发明可实现实时监测研磨垫使用寿命，可以实时将pad沟槽的图像传输给电脑终端，通过电脑终端的数据分析，通过判断沟槽的形状的变化，自动识别研磨垫使用寿命是否到期，一旦发现沟槽形状异常即发出报警提示。可以保证抛光机的抛光效果的前提下，有效的延长研磨垫使用寿命。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于，至少包括：
研磨垫，所述研磨垫上设有多个环形沟槽；所述多个环形沟槽构成同心圆；其中相邻两个所述环形沟槽之间设有多个沿所述环形沟槽径向的用于图像识别的pad沟槽；所述多个pad沟槽的沟槽深度各不相等；
所述研磨垫的上方设有图像搜集系统，所述图像搜集系统用于监控所述pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；
图像分析电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；
CMP主机的电脑终端，用于接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
2.根据权利要求1所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：所述pad沟槽的个数为三个，分别为第一至第三沟槽，所述第一至第三沟槽的沟槽深度依次递增。
3.根据权利要求1所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为：实时拍摄并存储所述pad沟槽的图像。
4.根据权利要求1所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：所述图形分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统的使用方法，其特征在于，该方法至少包括：
步骤一、提供所述研磨垫；
步骤二、所述图像搜集系统监控所述研磨垫上的pad沟槽并实时将搜集的图像传输至图像分析电脑终端；
步骤三、所述图像分析电脑终端接收来自所述图像搜集系统的图像，并对接收的所述图像进行数据分析，之后将数据分析结果传送给CMP主机的电脑终端；
步骤四、所述CMP主机的电脑终端接收来自所述图像搜集系统的所述数据分析结果并根据所述数据分析结果判断所述研磨垫的损耗程度及寿命。
6.根据权利要求5所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：步骤二中所述图像搜集系统搜集所述图像的方式为实时拍摄并存储所述pad沟槽的图像。
7.根据权利要求1所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：步骤三中所述图形分析电脑终端通过接收的所述图像进行所述pad沟槽深度变化的分析，自动识别所述pad沟槽的损耗程度及使用寿命。
8.根据权利要求5所述的判断抛光垫的损耗程度及寿命的系统，其特征在于：还包括步骤五、所述CMP主机的电脑终端通过发出报警判断所述研磨垫的寿命。
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