CN115946042A - 抛光装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种抛光装置及其工作方法,属于半导体制造技术领域。抛光装置,包括:相对设置的上抛光头和下抛光头;固定设置于所述上抛光头上的上定盘以及固定设置于所述下抛光头上的下定盘;贴附于所述上定盘表面上的上抛光垫以及贴附于所述下定盘表面上的下抛光垫;设置在所述下定盘边缘的检测单元,用于检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;与所述检测单元连接的报警单元,用于在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。本发明的技术方案能够提高硅片的产品品质。

Description

抛光装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域,尤其涉及一种抛光装置及其工作方法。
背景技术
抛光设备主要由上下定盘、抛光垫以及承载盘等组成。抛光垫贴附在抛光设备的定盘上,抛光过程中使用抛光液,在上下定盘高压力高转速的加工条件下,利用抛光液中碱性添加剂刻蚀硅片表面生成硅酸盐,并通过抛光垫以及抛光液中的SiO2颗粒的摩擦作用,去除硅片表面的硅酸盐,实现硅片表面损伤层的去除,达到高平坦度的镜面状态。
在长时间的旋转加工后,抛光液会在下抛光垫表面堆积残留形成铀化层,铀化层的铀化部位坚硬且凸起,会导致下抛光垫表面平坦度恶化,使抛光后的硅片的平坦度出现异常,同时会对硅片表面造成严重划伤,影响硅片的产品品质。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种抛光装置及其工作方法,能够提高硅片的产品品质。
为了达到上述目的,本发明实施例采用的技术方案是:
一种抛光装置,包括:
相对设置的上抛光头和下抛光头;
固定设置于所述上抛光头上的上定盘以及固定设置于所述下抛光头上的下定盘;
贴附于所述上定盘表面上的上抛光垫以及贴附于所述下定盘表面上的下抛光垫;
所述抛光装置还包括:
设置在所述下定盘边缘的检测单元,用于检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
与所述检测单元连接的报警单元,用于在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
一些实施例中,所述检测单元包括:
设置在所述下定盘边缘的检测光束发射接收模块,用于在所述下定盘旋转时,朝向所述下抛光垫表面发射检测光束,所述检测光束与所述下抛光垫表面平行,且与所述下抛光垫表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束;
与所述检测光束发射接收模块连接的处理模块,用于根据所述检测光束的路程判断所述下抛光垫表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
一些实施例中,所述处理模块具体用于:
在所述检测光束的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
在所述检测光束的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
其中,所述第一距离为所述下定盘边缘与所述下定盘中心的旋转轴之间的最小距离。
一些实施例中,所述检测光束为红外光束或激光光束。
一些实施例中,所述预设阈值为3-5mm。
本发明实施例还提供了一种抛光装置的工作方法,应用于如上所述的抛光装置,所述方法包括:
利用所述检测单元检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
利用所述报警单元在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
一些实施例中,所述方法包括:
利用所述检测光束发射接收模块在所述下定盘旋转时,朝向所述下抛光垫表面发射检测光束,所述检测光束与所述下抛光垫表面平行,且与所述下抛光垫表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束。
利用所述处理模块根据所述检测光束的路程判断所述下抛光垫表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
一些实施例中,所述方法具体包括:
利用所述处理模块在所述检测光束的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;在所述检测光束的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
其中,所述第一距离为所述下定盘边缘与所述下定盘中心的旋转轴之间的最小距离。
一些实施例中,所述检测光束为红外光束或激光光束。
一些实施例中,所述预设阈值为3-5mm。
本发明的有益效果是:
本实施例中,利用检测单元检测下抛光垫表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,在下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时,报警单元进行报警,这样可以提醒相关操作人员对下抛光垫进行打磨,去除下抛光垫表面的凸起,避免下抛光垫表面的凸起对硅片的平坦度造成影响,以及划伤硅片的表面,从而提高硅片的产品品质。
附图说明
图1和图2表示本发明实施例抛光装置的结构示意图。
附图标记
1 下抛光垫
2 检测光束发射接收模块
3 检测光束
4 下定盘
5 旋转轴
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例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的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员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。
现有技术中,抛光液的残留堆积初期肉眼难以观察到,无法及时做出处理;另外,抛光设备处于不停歇的长期生产加工过程,难以对抛光液的堆积过程实现精确检测。为了解决上述技术问题,本发明提供一种抛光装置及其工作方法,能够实时监测下抛光垫表面的异常凸起,提高硅片的产品品质。
本发明实施例提供一种抛光装置,如图1和图2所示,包括:
相对设置的上抛光头和下抛光头;
固定设置于所述上抛光头上的上定盘以及固定设置于所述下抛光头上的下定盘4;
贴附于所述上定盘表面上的上抛光垫以及贴附于所述下定盘4表面上的下抛光垫1;
所述抛光装置还包括:
设置在所述下定盘4边缘的检测单元,用于检测所述下抛光垫1的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
与所述检测单元连接的报警单元,用于在所述检测结果指示所述下抛光垫1表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
本实施例中,利用检测单元检测下抛光垫表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,在下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时,报警单元进行报警,这样可以提醒相关操作人员对下抛光垫进行打磨,去除下抛光垫表面的凸起,避免下抛光垫表面的凸起对硅片的平坦度造成影响,以及划伤硅片的表面,从而提高硅片的产品品质。
本实施例可以实时监测下抛光垫表面的抛光液堆积残留情况和铀化程度,若抛光液的堆积残留的高度或铀化物的高度达到预设阈值,就会触发报警,相关操作人员就可以及时采取措施,清除下抛光垫1表面的抛光液残留以及异常凸起,能够及时避免硅片被划伤和平坦度恶化,有效保证硅片的产品品质,避免由于未及时关注到下抛光垫铀化情况而对硅片表面造成划伤。
其中,报警单元可以包括报警灯,通过闪烁或者显示特定颜色来进行报警,提醒相关操作人员;报警单元还可以包括语音报警模块,通过语音来进行报警,提醒相关操作人员。
一些实施例中,如图1和图2所示,所述检测单元包括:
设置在所述下定盘4边缘的检测光束发射接收模块2,用于在所述下定盘4旋转时,朝向所述下抛光垫1表面发射检测光束3,所述检测光束3与所述下抛光垫1表面平行,且与所述下抛光垫1表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束3;
与所述检测光束发射接收模块2连接的处理模块,用于根据所述检测光束3的路程判断所述下抛光垫1表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
其中预设阈值可以根据对下抛光垫1的平坦度要求来设置,所述预设阈值可以为3-5mm。一些实施例中,预设阈值可以为3.0mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm或4.0mm。
一些实施例中,所述处理模块具体用于:
在所述检测光束3的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫1表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
在所述检测光束3的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫1表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
其中,所述第一距离为所述下定盘4边缘与所述下定盘4中心的旋转轴5之间的最小距离。
如图2所示,如果下抛光垫1表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起,则检测光束3从检测光束发射接收模块2发出后,被凸出于下抛光垫1的旋转轴5阻挡后反射回检测光束发射接收模块2,检测波束3的路程为第一距离的2倍;如果下抛光垫1表面存在抛光液堆积残留或铀化物等异常凸起,且异常凸起的高度大于或等于预设阈值,在检测光束3到达旋转轴5之前,检测光束3会被堆积的抛光液或铀化物等异常凸起阻挡,反射回检测光束发射接收模块2,检测波束3的路程将小于第一距离的2倍,因此,通过检测波束3的路程可以判断下抛光垫1表面是否存在异常凸起。
本实施例中,检测光束3可以为红外光束或激光光束。在抛光装置工作过程中,可以通过检测光束发射接收模块2不间断地发射检测波束3,实时监测下抛光垫表面的抛光液堆积残留情况和铀化程度。
本发明实施例还提供了一种抛光装置的工作方法,应用于如上所述的抛光装置,所述方法包括:
利用所述检测单元检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
利用所述报警单元在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
本实施例中,利用检测单元检测下抛光垫表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,在下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时,报警单元进行报警,这样可以提醒相关操作人员对下抛光垫进行打磨,去除下抛光垫表面的凸起,避免下抛光垫表面的凸起对硅片的平坦度造成影响,以及划伤硅片的表面,从而提高硅片的产品品质。
本实施例可以实时监测下抛光垫表面的抛光液堆积残留情况和铀化程度,若抛光液的堆积残留的高度或铀化物的高度达到预设阈值,就会触发报警,相关操作人员就可以及时采取措施,清除下抛光垫1表面的抛光液残留以及异常凸起,能够及时避免硅片被划伤和平坦度恶化,有效保证硅片的产品品质,避免由于未及时关注到下抛光垫铀化情况而对硅片表面造成划伤。
其中,报警单元可以包括报警灯,通过闪烁或者显示特定颜色来进行报警,
提醒相关操作人员;报警单元还可以包括语音报警模块,通过语音来进行报警,5提醒相关操作人员。
一些实施例中,所述方法包括:
利用所述检测光束发射接收模块在所述下定盘旋转时,朝向所述下抛光垫表面发射检测光束,所述检测光束与所述下抛光垫表面平行,且与所述下抛光
垫表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束。0利用所述处理模块根据所述检测光束的路程判断所述下抛光垫表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
其中预设阈值可以根据对下抛光垫1的平坦度要求来设置,所述预设阈值可以为3-5mm。一些实施例中,预设阈值可以为3.0mm、3.1mm、3.2mm、
3.3mm、3.4mm、3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm或4.0mm。
5一些实施例中,所述方法具体包括:
利用所述处理模块在所述检测光束的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;在所述检测光束的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
0其中,所述第一距离为所述下定盘边缘与所述下定盘中心的旋转轴之间的最小距离。
如图2所示,如果下抛光垫1表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起,则检测光束3从检测光束发射接收模块2发出后,被凸出于下抛光垫1的旋转
轴5阻挡后反射回检测光束发射接收模块2,检测波束3的路程为第一距离的5 2倍;如果下抛光垫1表面存在抛光液堆积残留或铀化物等异常凸起,且异常凸起的高度大于或等于预设阈值,在检测光束3到达旋转轴5之前,检测光束3会被堆积的抛光液或铀化物等异常凸起阻挡,反射回检测光束发射接收模块2,检测波束3的路程将小于第一距离的2倍,因此,通过检测波束3的路程可以判断下抛光垫1表面是否存在异常凸起。
本实施例中,检测光束3可以为红外光束或激光光束。在抛光装置工作过程中,可以通过检测光束发射接收模块2不间断地发射检测波束3,实时监测下抛光垫表面的抛光液堆积残留情况和铀化程度。
需要说明,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于实施例而言,由于其基本相似于产品实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
在上述实施方式的描述中,具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种抛光装置,包括:
相对设置的上抛光头和下抛光头;
固定设置于所述上抛光头上的上定盘以及固定设置于所述下抛光头上的下定盘;
贴附于所述上定盘表面上的上抛光垫以及贴附于所述下定盘表面上的下抛光垫;
其特征在于,所述抛光装置还包括:
设置在所述下定盘边缘的检测单元,用于检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
与所述检测单元连接的报警单元,用于在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
2.根据权利要求1所述的抛光装置,其特征在于,所述检测单元包括:
设置在所述下定盘边缘的检测光束发射接收模块,用于在所述下定盘旋转时,朝向所述下抛光垫表面发射检测光束,所述检测光束与所述下抛光垫表面平行,且与所述下抛光垫表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束;
与所述检测光束发射接收模块连接的处理模块,用于根据所述检测光束的路程判断所述下抛光垫表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
3.根据权利要求2所述的抛光装置,其特征在于,
所述处理模块具体用于:
在所述检测光束的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
在所述检测光束的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
其中,所述第一距离为所述下定盘边缘与所述下定盘中心的旋转轴之间的最小距离。
4.根据权利要求2所述的抛光装置,其特征在于,所述检测光束为红外光束或激光光束。
5.根据权利要求1所述的抛光装置,其特征在于,所述预设阈值为3-5mm。
6.一种抛光装置的工作方法,其特征在于,应用于如权利要求1-5中任一项所述的抛光装置,所述方法包括:
利用所述检测单元检测所述下抛光垫的表面是否存在高度大于或等于预设阈值的凸起,获得检测结果;
利用所述报警单元在所述检测结果指示所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起时进行报警。
7.根据权利要求6所述的抛光装置的工作方法,其特征在于,应用于如权利要求2所述的抛光装置,所述方法包括:
利用所述检测光束发射接收模块在所述下定盘旋转时,朝向所述下抛光垫表面发射检测光束,所述检测光束与所述下抛光垫表面平行,且与所述下抛光垫表面之间的垂直距离为所述预设阈值,接收被障碍物反射的所述检测光束;
利用所述处理模块根据所述检测光束的路程判断所述下抛光垫表面是否存在高度大于或等于所述预设阈值的凸起。
8.根据权利要求7所述的抛光装置的工作方法,其特征在于,所述方法具体包括:
利用所述处理模块在所述检测光束的路程小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面存在高度大于或等于预设阈值的凸起;在所述检测光束的路程不小于第一距离的2倍时,判断所述下抛光垫表面不存在高度大于或等于预设阈值的凸起;
其中,所述第一距离为所述下定盘边缘与所述下定盘中心的旋转轴之间的最小距离。
9.根据权利要求7所述的抛光装置的工作方法,其特征在于,所述检测光束为红外光束或激光光束。
10.根据权利要求6所述的抛光装置的工作方法,其特征在于,所述预设阈值为3-5mm。
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