CN1765579A - 从底盘上去除cmp抛光垫的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种抛光垫去除设备和方法，其可改善抛光垫从底盘上的去除。
Description
在先申请的优先权参考
本申请要求享受序列号为60/579403的美国专利申请的优先权，并将其内容作为参考结合与此，该申请题为“用于CMP的抛光垫去除工具”，于2004年6月14日申请，发明人为杰勒德·莫洛尼(Gerard Moloney)、考麦克·沃士(Cormac Walsh)、A·艾默斯通·萨达那(A.Ernesto Saldana)和刘军(Jun Liu)。
技术领域
本发明总体而言涉及化学机械抛光(CMP)，更具体但非排他地，提供一种用于从底盘上去除抛光垫的设备和方法。
背景技术
CMP是一种化学反应和机械打磨结合的技术。传统的CMP系统包括带有保持环的抛光头，该保持环保持基片(可替代地，也指晶片)并使其抵靠着在相同方向上旋转的抛光垫表面转动。该抛光垫可由浇铸并切片形成的具有填充物或聚氨酯涂覆毛毡的聚亚安酯(或其他聚合物)制成。
在抵靠着抛光垫转动基片的过程中，悬浮在诸如氢氧化钾或氢氧化铵等低度蚀刻剂中的氧化硅浆料(和/或其他研磨料)分配到抛光垫上。来自浆料的化学反应和来自抛光垫的机械打磨相结合去除基片表面的垂直凹凸，并因此形成极为平滑的表面。
抛光垫使用后，必须要从其被支承的底盘上去除下来，这一过程费时费力并会对操作者造成伤害。所需劳动力和潜在的伤害归结于克服抛光垫与底盘之间的连接所需的巨大作用力，这种连接由分布在抛光垫和底盘之间的压敏粘合剂产生。另外，由于所用抛光垫较大的表面积增大了将它们从底盘去除所需的作用力，因此当生产中去除200mm到300mm的晶片时，劳动力和潜在伤害都会增加。
因此，需要一种新的抛光垫去除设备和方法来克服上述缺陷，同时充分降低所需人力。
发明内容
本发明的实施例提供一种设备和方法用以从底盘上去除抛光垫。该设备和方法几乎不费人力，可提高生产力并使伤害操作者的可能性最小化。
在本发明实施例中，该方法包括：将CMP抛光垫连接到一根杆上；旋转该杆以卷起抛光垫；并在旋转过程中侧向滑移该杆。
在本发明实施例中，该设备包括：一根可被连接于CMP抛光垫的杆；一个连接于杆以产生杆的旋转和滑移的电机。
附图说明
本发明的非限制且非穷举的实施例结合下面的附图进行说明，其中，除非另外指定，否则不同的附图中同样的附图标记表示同样的零件。
附图1是根据本发明实施例的化学机械抛光设备的俯视图；
附图2是CMP设备的第一透视图；
附图3是CMP设备的第二透视图；
附图4是CMP设备的第三透视图；
附图5是描述根据本发明实施例，从底盘上去除抛光垫的方法的流程图。
具体实施方式
提供下面的描述是为了使本领域的任何普通技术人员都能够实施和使用本发明，并基于一种特殊应用及其需求进行文字表述。实施例的各种改进对本领域技术人员而言是显而易见的，这里设定的原则可应用于其他实施例并且该应用不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不意欲被局限于示出的实施例，而表示与此处披露的原则、特征和教导相一致的最宽泛的范围。
附图1是根据本发明实施例的化学机械抛光设备100的俯视图。设备100包括保持可转动底盘120的工作台110。底盘120上居中设置的是用于化学机械抛光的抛光垫130。接合于工作台110的是导轨190，抛光垫去除设备连接于该导轨。抛光垫去除设备可永久地或可拆卸地连接于导轨190。抛光垫去除设备包括杆140，其一端连接于适配器150，该适配器连接于可调节的万向节160和170。适配器150将杆140和电机180连接在一起以将旋转运动从电机180传递到杆140。万向节170又连接于电机180，该电机连接于导向块200，该导向块可以沿着导轨190横向运动。
抛光垫130可以是用于CMP的任何类型的抛光垫。一个抛光垫范例具有50密耳的厚度、肖氏70的硬度、0.96克/立方厘米的密度、3500psi的抗拉强度。抛光垫130可由多孔聚氨酯材料制成并可具有孔隙和/或沟槽。在一实施例中，抛光垫的直径尺寸可从约66厘米到约81厘米的范围变化。
杆140具有约等于抛光垫130直径的长度。然而，在本发明的其他实施例中，杆140可长于或短于抛光垫130的直径。在本发明的实施例中，杆140具有约1英寸到约3英寸的直径。较小的直径可以缩短抛光垫的去除时间。在本发明的实施例中，杆140包括具有不同直径的两部分。第一部分具有约等于抛光垫130直径的长度并具有第一直径，而延伸的第二部分具有较短的长度并具有小于第一部分的直径。电机180包括低转速(约3转/分钟到约20转/分钟)齿轮电机，这样使得传递给杆140的转矩可转化为从底盘120上提起抛光垫130的牵引力。在本发明的实施例中，电机180为双向的，这样使得抛光垫130可从任何方向去除。切换开关(未示出)可被用来切换电机180的旋转运动。出于安全的目的，电机180也可包括两个启动开关(未示出)，这样在电机180起动之前两个开关必然都经过切换。
如本领域普通技术人员已知的，CMP设备100还包括在CMP过程中分配浆料(如热解法二氧化硅)的浆料分配机构和在CMP过程中固定晶片(也指基片)的保持装置。浆料分配机构和保持装置未示出这样可使抛光垫去除设备显示得更清楚。
在抛光垫去除设备操作期间，杆140定位在抛光垫130的一个边端，抛光垫130于是连接于杆140，如将在下面结合附图2更详细地进行论述的那样。之后电机180起动以产生杆140的转动和杆140的横向移动。当杆140转动并横穿底盘120平移时，杆140去除并卷起抛光垫130同时杆140也开始借助万向节160和170并根据抛光垫130的收集宽度而有角度地向上抬起。杆的平移可采用电机180或通过手动实现。在抛光垫130完全从底盘120上去除之后，抛光垫去除设备可从工作台110上拆除，而新的抛光垫130安装到底盘120上。
附图2是CMP设备100的第一透视图。电机180连接于导向块200，该导向块连接于导轨190。导向块200可沿导轨190进行平移运动。在本发明的实施例中，导轨190包括位于导轨190端部的挡块(如止动件)用以防止导向块200在操作过程中从导轨190上滑脱。
杆140包括沿杆140长度方向设置的夹持窗210(也指槽口)。在本发明的其他实施例中，夹持窗210短于杆140的长度并沿杆140长度方向设置在中心部。夹持窗210的宽度至少稍大于抛光垫130的宽度。例如，对于50密耳的抛光垫，夹持窗210可具有大约65密耳的宽度。在本发明的实施例中，夹持窗210可延伸穿过杆140的第一部和第二部，使得抛光垫130可配合穿过杆140；还使得当一套筒接合于小径端以压缩小径并将夹持窗的边压入抛光垫从而可以保持该抛光垫时，可以保证抛光垫130被夹紧；还使得去除后的抛光垫130能够从杆140上滑落。在抛光垫去除设备的操作过程中，抛光垫130的边端放置并固定到夹持窗210内。一卡环机构可被用来将抛光垫130固定到夹持窗210，这样抛光垫130不会在杆140转动过程中滑脱。在本发明的另一实施例中，采用其他技术手段将抛光垫130固定在杆140上，例如采用粘合剂将抛光垫130连接于杆140或采用打孔机构来打孔抛光垫130并通过孔将抛光垫130连接于杆140。
附图3是CMP设备100的第二透视图。杆140通过适配器150以及万向节160和170连接于电机180。因此，当电机180引起万向节170的转动时，万向节170平行于横边转动并使电机180横穿导轨190滑移，从而也使杆140在卷起抛光垫130的同时横穿底盘120。另外，卷起抛光垫130的阻力也引起电机180横穿导轨190滑移。由于电机180可自由在导轨上移动，在转动力作用下杆140提起抛光垫130产生的转矩驱动杆140的横向运动。另外，电机180被手动水平移动以确保万向节160和170不会锁定。
当如附图4所示的抛光垫130从底盘120被提升并缠绕杆140时，万向节160和170协同在Y轴和X轴上变化。另外，在电机180没有运动和起动时，万向节允许杆140相对于抛光垫130枢轴转动，从而使得将抛光垫130插入杆140的夹持窗210变得更为容易。
附图5是描述了根据本发明一实施例的从底盘上去除抛光垫的方法500的程序图。首先，塑料膜铺设在抛光垫上(步骤510)，除了抛光垫上接合于杆(如，杆140)的末端或边端部位。该塑料确保抛光垫不会在你去除它时相互粘连，因此使它更易于从杆上去除。塑料大约0.002″厚。接下来，杆通过适配器(如，适配器150)和万向节(如，万向节160和170)连接于电机(如，电机180)(步骤520)。抛光垫的边端或尖端(如，约1英寸到约2英寸)被插入到杆的夹持窗中(步骤530)。在另一实施例中，抛光垫的边端或尖端可通过其他技术手段连接到杆上，如粘结或穿孔。之后，杆横穿抛光垫线性滑移(步骤540)，从而将抛光垫拾取、旋转并收集到杆上。直线和/或旋转运动可来自电机。接着，杆与电机脱开(步骤550)。然后，杆带着收集到的抛光垫从底盘上被提起(560)且抛光垫从杆上去除(570)。方法500就结束了。
前述关于本发明实施例的描述只是通过举例说明，上述实施例和方法的其他变化或改进也可能受到前述教导的启示。例如，抛光垫去除设备和方法被描述用于CMP抛光垫，而该设备和方法可用于任何类型的抛光垫。这里描述的实施例不意欲穷举或限制。本发明只被下述权利要求所限定。
Claims (15)
1.一种方法，包括：
将CMP垫连接于杆上；
旋转杆以卷起垫；并且
在旋转过程中横向滑移杆。
2.如权利要求1所述的方法，其中连接包括将垫夹持到杆的夹持窗。
3.如权利要求1所述的方法，其中旋转由一电机产生。
4.如权利要求3所述的方法，其中旋转和滑移由电机的至少两个开关的接通来启动。
5.如权利要求3所述的方法，其中一万向节连接到杆和电机以传递转矩并使得在旋转过程中存在运动范围。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述滑移由杆的旋转产生。
7.如权利要求1所述的方法，其中当垫从底盘上去除后，旋转和滑移终止。
8.如权利要求1所述的方法，还包括在旋转和滑移之前，将薄膜铺设在垫除了边端的部位上。
9.一种设备，包括：
一可连接于CMP垫的杆；以及
一连接于该杆以产生杆的旋转的电机。
10.如权利要求9所述的设备，其中杆包括可将CMP垫夹持在杆上的夹持窗。
11.如权利要求9所述的设备，其中电机由至少两个开关起动。
12.如权利要求9所述的设备，其中一万向节连接杆和电机以传递转矩并使得杆在旋转过程中存在运动范围。
13.如权利要求9所述的设备，其中电机也产生杆的滑移。
14.如权利要求9所述的设备，其中当垫从底盘上去除后，电机停止旋转。
15.一种设备，包括：
用于将CMP垫连接到杆上的装置；以及
用于旋转杆以卷起垫的装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20060503 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |