CN210255734U - 化学机械抛光机台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种化学机械抛光机台，用于在线检测抛光垫下方气泡，该化学机械抛光机台包括：基座，用于粘贴一抛光垫；调节盘，用于研磨抛光垫，所述调节盘耦合一垫高度感应装置，以监测调节盘的高度变化，当调节盘的高度变化超过一预定值，将抛光垫从基座上剥离，再另粘贴一抛光垫。其中在线侦测抛光垫下方气泡的方法是：将抛光垫粘贴在该基座上，进行抛光垫磨合，利用调节盘研磨抛光垫，在抛光垫磨合过程中，以垫高度感应装置监测调节盘的高度变化，当调节盘的高度变化超过一预定值，将抛光垫从基座上剥离，再另粘贴一抛光垫，如此达到在线自动检测抛光垫下方气泡，以提高效率及可靠性。

Description

化学机械抛光机台

技术领域

本实用新型涉及半导体制作工艺技术领域，特别是涉及一种化学机械抛光(CMP)机台及工艺。

背景技术

已知，在半导体制作工艺中，半导体晶片常需要进行抛光或研磨，以形成平坦化的晶片表面。上述抛光研磨步骤通常是通过化学机械抛光(CMP)机台及工艺来完成，其主要是利用化学活性浆料(chemically active slurry)配合抛光垫(polishing pad)对晶片表面进行抛光。

在CMP工艺中，通过限制抛光垫和晶片之间的间隙，使浆料在晶片表面上产生机械作用。抛光垫能让浆料的研磨组分与晶片表面接触，并达到规则和恰当的机械研磨作用。此外，抛光垫的表面需要保持一定的粗糙度，以能在所需速度进行直接机械研磨动作，并且能在抛光垫表面上提供一定的空间以便输送浆料。

为了确保CMP工艺的性能和一致性，抛光垫通常每天更换。抛光垫放置在CMP机台的基座上，并通过抛光垫背面上的黏合剂固定到基座上。当抛光垫放置在基座上时，空气气泡容易被捕陷在黏合剂和基座之间。被捕陷的气泡可能在抛光垫的抛光面上造成凸起，这可能导致微刮痕和晶片报废。过去处理的方式是用人工检视抛光垫，若发现有凸起时，再利用工具手动将抛光垫撕起，以排除气泡造成的凸起。然而，整个过程非常耗时、没有效率而且不可靠。

实用新型内容

本实用新型的目的在于公开一种化学机械抛光机台，可以解决现有技术的不足与缺点。

为达上述目的，本实用新型提供一种化学机械抛光机台，用于在线检测抛光垫下方气泡，其特征在于：该化学机械抛光机台包括：基座，用于粘贴抛光垫；调节盘，用于研磨所述抛光垫，其中所述调节盘耦合一垫高度感应装置，以监测所述调节盘的高度变化，当所述调节盘的高度变化超过一预定值，将所述抛光垫从所述基座上剥离，再另粘贴一抛光垫。

根据本实用新型实施例，其中，所述预定值为0.1mm。

根据本实用新型实施例，其中，在所述抛光垫磨合制作工艺过程中，只有在所述抛光垫上喷洒水。

根据本实用新型实施例，其中，所述调节盘是钻石盘。

根据本实用新型实施例，其中，所述调节盘是连接至一调节臂。

根据本实用新型实施例，其中，所述垫高度感应装置包含一互补金属氧化物半导体(CMOS)感应器。

根据本实用新型实施例，其中，所述垫高度感应装置的分辨率为0.5μm。

本实用新型的优点在于，通过调节盘及垫高度感应装置的设置，可自动检测因气泡可能在抛光垫的抛光面上造成的凸起，以达到在线检测抛光垫下方气泡的作用，如此可提高效率及可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例所绘示的在线检测抛光垫下方气泡的方法的流程图；

图2为化学机械抛光(CMP)机台的剖面示意图。

主要元件符号说明

10～14 步骤

100 化学机械抛光机台

102 基座

104 转轴

110 抛光垫

112 粘合剂

114 气泡

116 凸起

210 调节盘

220 垫高度感应装置

230 调节臂

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明细节，该些附图中的内容也构成说明书细节描述的一部分，并且以可实行该实施例的特例描述方式来绘示。下文实施例已描述足够的细节使该领域的一般技术人士得以具以实施。

当然，也可采行其他的实施例，或是在不悖离文中所述实施例的前提下作出任何结构性、逻辑性、及电性上的改变。因此，下文的细节描述不应被视为是限制，反之，其中所包含的实施例将由随附的权利要求来加以界定。

如前所述，在更换抛光垫时，抛光垫通过背面上的粘合剂固定到基座上，当抛光垫放置在基座上时，空气气泡容易被捕陷在粘合剂和基座之间。被捕陷的气泡在抛光垫的抛光面上造成的凸起，可能导致微刮痕和晶片报废。本实用新型以可靠且有效率的方法解决这个问题。

请参阅图1及图2，其中图1为依据本实用新型实施例所绘示的在线检测抛光垫下方气泡的方法的流程图，图2为化学机械抛光(CMP)机台的剖面示意图。

如图2所示，图2为化学机械抛光(CMP)机台的剖面示意图，本发明公开一种化学机械抛光机台100，用于在线检测抛光垫110下方气泡，该化学机械抛光机台100包括：基座102，用于粘贴一抛光垫110；调节盘210，用于研磨所述抛光垫110，其中所述调节盘210耦合一垫高度感应装置220，以监测所述调节盘210的高度变化，当所述调节盘210的高度变化超过一预定值时，如约为0.1mm，则将所述抛光垫110从所述基座102上剥离，再另粘贴一抛光垫。

再如图1及图2所示，本发明通过上述化学机械抛光机台100，可在线侦测抛光垫下方气泡，具体是：在步骤10中，首先进行抛光垫的更换或安装，将一抛光垫110粘贴在一化学机械抛光机台100的一基座102上，此时，可能在粘合剂112和基座102之间捕陷气泡114，导致凸起116。基座102可以通过转轴104驱动而在水平方向上旋转。

接着，进行步骤12，进行一抛光垫磨合(break-in)制作工艺，利用一调节盘(conditioning disk)210研磨所述抛光垫110，其中所述调节盘210耦合一垫高度感应装置(pad height sensor)220。所述抛光垫磨合制作工艺是指在正式针对产品晶片进行研磨前，先以调节盘210将新换置的研磨垫110活化的步骤，目的是确保化学机械抛光工艺的一致性。

根据本实用新型实施例，其中，在所述抛光垫磨合制作工艺过程中，只有在所述抛光垫110上喷洒水，例如，纯水。换言之，在此阶段，并未将研磨浆料喷洒在所述抛光垫上。

根据本实用新型实施例，其中，所述调节盘210可以是钻石盘，但不限于此。

根据本实用新型实施例，其中，所述调节盘210还连接至一调节臂230，例如，机械手臂。根据本实用新型实施例，调节臂230可以在预定的角度内水平来回摆动。

根据本实用新型实施例，其中，所述垫高度感应装置220包含一CMOS感应器。根据本实用新型实施例，其中，所述垫高度感应装置的分辨率约为0.5μm。举例来说，所述垫高度感应装置220可以是Keyence生产的高度感应装置，例如，型号GT2-H12感测头，但不限于此。

接着，进行步骤14，在所述抛光垫磨合制作工艺过程中，以所述垫高度感应装置220监测所述调节盘210的高度变化，其中当所述调节盘210的高度变化超过一预定值，即判断在粘合剂和基座之间有气泡，需将所述抛光垫110从所述基座102上剥离，再另粘贴一新的抛光垫。根据本实用新型实施例，其中，所述预定值约为0.1mm。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，凡依本实用新型权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本实用新型的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种化学机械抛光机台，用于在线检测抛光垫下方气泡，其特征在于：该化学机械抛光机台包括：

基座，用于粘贴一抛光垫；

调节盘，用于研磨所述抛光垫，其中所述调节盘耦合一垫高度感应装置，以监测所述调节盘的高度变化，当所述调节盘的高度变化超过一预定值，将所述抛光垫从所述基座上剥离，再另粘贴一抛光垫。

2.如权利要求1所述的化学机械抛光机台，其特征在于，所述预定值为0.1mm。

3.如权利要求1所述的化学机械抛光机台，其特征在于，所述调节盘是钻石盘。

4.如权利要求1所述的化学机械抛光机台，其特征在于，所述调节盘连接至一调节臂。

5.如权利要求1所述的化学机械抛光机台，其特征在于，所述垫高度感应装置包含互补金属氧化物半导体感应器。

6.如权利要求1所述的化学机械抛光机台，其特征在于，所述垫高度感应装置的分辨率为0.5μm。

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