CN212471067U - 边缘研磨设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种边缘研磨设备，该边缘研磨设备包括多个用于进行边缘研磨的研磨垫，边缘研磨设备还包括支撑架、压力传感器和驱动件；研磨垫设置于支撑架上，压力传感器设置于研磨垫和支撑架之间，压力传感器用于检测研磨垫与支撑架之间的压力，驱动件的输出端与支撑架固定连接，驱动件用于根据压力传感器检测的压力驱动支撑架移动。这样控制支撑架的位置，使得压力传感器检测到的压力值一定，也就是使得研磨垫与待研磨晶圆之间的接触效果是一定的，从而保证研磨效果的稳定性和一致性，进一步的，通过检测支撑架的移动距离，能够检测出研磨垫的磨损情况，有助于提高对于研磨垫寿命检测的准确程度。

Description

边缘研磨设备

技术领域

本实用新型涉及半导体加工技术领域，尤其涉及一种边缘研磨设备。

背景技术

半导体加工过程中需要利用研磨垫对半导体的边缘进行边缘研磨，边缘研磨过程中，研磨垫与半导体的边缘接触面积较小，且持续时间较长。相关技术中，通常根据经验确定研磨垫的使用寿命，然后进行研磨垫的更换，然而这种方式对于研磨垫的寿命评估准确性较差，可能在研磨垫仍能正常使用的时候废弃或研磨垫过度使用，可能造成研磨垫的浪费或研磨垫过度使用损坏研磨的晶圆。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种边缘研磨设备，以解决现有方式对研磨垫的寿命评估准确性较差的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

本实用新型实施例提供了一种边缘研磨设备，包括多个用于进行边缘研磨的研磨垫，所述边缘研磨设备还包括支撑架、压力传感器和驱动件；

所述研磨垫设置于所述支撑架上，所述压力传感器设置于所述研磨垫和所述支撑架之间，所述压力传感器用于检测所述研磨垫与所述支撑架之间的压力，所述驱动件的输出端与所述支撑架固定连接，所述驱动件用于根据所述压力传感器检测的压力驱动所述支撑架移动。

可选的，还包括驱动电机，所述研磨垫具有第一端和第二端，所述研磨垫的第一端与所述支撑架转动连接，所述研磨垫的第二端与所述驱动电机的输出端传动连接，所述驱动电机用于驱动所述研磨垫绕自身的轴线转动。

可选的，所述支撑架上设置有轴承座，所述研磨垫的第一端通过所述轴承座与所述支撑架转动连接，所述压力传感器设置于所述轴承座上。

可选的，所述驱动件的输出端为输出轴，所述支撑架固定于所述输出轴的端部，所述驱动件用于驱动所述支撑架沿所述输出轴的轴向移动。

可选的，所述驱动件为气缸或油缸。

可选的，所述边缘研磨设备上还设置有多个位置标识，所述位置标识用于根据所述支撑架和/或所述输出轴的位置标识研磨垫的使用寿命周期。

可选的，所述多个位置标识包括至少一个用于标示研磨垫的使用寿命周期的起点的第一标识和至少一个用于标示研磨垫的使用寿命周期的终点的第二标识，所述第一标识位于所述第二标识远离所述支撑架的一侧。

可选的，还包括控制器，所述控制器分别与所述压力传感器和所述驱动件电连接，所述控制器用于根据所述压力传感器检测的压力控制所述驱动件带动所述支撑架移动。

可选的，还包括多个承载件，所述多个承载件位于同一纵向平面内，所述多个承载件用于承载待研磨晶圆，以使所述待研磨晶圆的中轴线横向设置，且使所述待研磨晶圆的边缘与所述研磨垫接触，所述多个承载件中的至少一个还用于驱动所述待研磨晶圆绕自身的中轴线旋转。

可选的，包括至少一个用于研磨待研磨晶圆侧边的第一研磨垫和至少两个分别用于研磨所述待研磨晶圆的两个斜边的第二研磨垫。

这样，本实用新型实施例中，所述研磨垫设置于所述支撑架上，所述压力传感器设置于研磨垫和支撑架之间，压力传感器用于检测研磨垫与支撑架之间的压力，驱动件的输出端与支撑架固定连接，驱动件用于根据压力传感器检测的压力驱动支撑架移动。这样控制支撑架的位置，使得压力传感器检测到的压力值一定，也就是使得研磨垫与待研磨晶圆之间的接触效果是一定的，从而保证研磨效果的稳定性和一致性，进一步的，通过检测支撑架的移动距离，能够检测出研磨垫的磨损情况，有助于提高对于研磨垫寿命检测的准确程度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的边缘研磨设备的结构示意图；

图2A是本实用新型实施例提供的边缘研磨设备的又一结构示意图；

图2B是本实用新型实施例提供的边缘研磨设备的又一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种边缘研磨设备。

如图1所示，在一个实施例中，该边缘研磨设备包括多个用于进行边缘研磨的研磨垫101，边缘研磨设备还包括支撑架102、压力传感器103和驱动件104。

研磨垫101设置于支撑架102上，压力传感器103设置于研磨垫101和支撑架102之间，压力传感器103用于检测研磨垫101与支撑架102之间的压力，驱动件104的输出端1041与支撑架102固定连接，驱动件104用于根据压力传感器103检测的压力驱动支撑架102移动。

研磨垫101的数量可以根据需要设置，例如，可以包括至少一个用于研磨待研磨晶圆300侧边的第一研磨垫和至少两个分别用于研磨待研磨晶圆300的两个斜边的第二研磨垫。

以研磨晶圆为例说明，使用过程中，随着研磨过程的进行，研磨垫101表面的研磨层会产生磨损，也可以理解为，研磨垫101的厚度会降低。这样，如果研磨垫101的位置保持不变，那么研磨垫101和晶圆之间的接触压力会减小。

通过设置压力传感器103，检测研磨垫101与支撑架102之间的压力，并进一步控制支撑架102移动，以使得压力传感器103的检测结果保持不变。这样，也就是使研磨垫101和晶圆之间的接触压力不变，有助于保持研磨效果的一致性。

实施时，可以设置控制器，控制器分别与压力传感器103和驱动件104电连接，控制器用于根据压力传感器103检测的压力控制驱动件104带动支撑架102移动，显然，如果通过控制器对驱动件104的位置进行调节，所依赖的控制程序是依赖现有技术能够实现的。

此外，可以由操作人员根据压力传感器103检测到的压力手动对支撑架102的位置进行调整。

随着研磨过程的进行，通过控制支撑架102移动，以使得压力传感器103的检测结果保持不变，也就是使得支撑架102带动研磨垫101向靠近晶圆的方向移动，而通过检测支撑架102的移动距离，也就能确定研磨垫101的磨损程度，也就是说，支撑架102移动的距离越大，则研磨垫101的磨损程度也就越大，其剩余使用寿命就越短。

本实用新型实施例中，研磨垫101设置于支撑架102上，压力传感器103设置于研磨垫101和支撑架102之间，压力传感器103用于检测研磨垫101与支撑架102之间的压力，驱动件104的输出端1041与支撑架102固定连接，驱动件104用于根据压力传感器103检测的压力驱动支撑架102移动。

控制支撑架102的位置，使得压力传感器103检测到的压力值一定，也就是使得研磨垫101与待研磨晶圆300之间的接触效果是一定的，从而保证研磨效果的稳定性和一致性，进一步的，通过检测支撑架102的移动距离，能够检测出研磨垫101的磨损情况，有助于提高对于研磨垫101寿命检测的准确程度。

在一个可选的具体实施方式中，研磨垫101可以是固定设置的，在另一个可选的具体实施方式中，研磨垫101还可以自转以提高研磨效果。

边缘研磨设备还包括驱动电机105，研磨垫101具有第一端和第二端，研磨垫101的第一端与支撑架102转动连接，研磨垫101的第二端与驱动电机105的驱动端1051传动连接，驱动电机105用于驱动研磨垫101绕自身的轴线转动。

具体的，驱动件104的输出端1041为输出轴，支撑架102固定于输出轴的端部，驱动件104用于驱动支撑架102沿输出轴的轴向移动。驱动件104可以选择气缸或油缸，其移动过程平稳，也便于控制研磨垫101的位置。

这样，相对于现有技术中仅驱动待研磨晶圆300转动，本实施例中通过设置该驱动电机105驱动研磨垫101自转，有助于进一步提高研磨垫101和待研磨晶圆300之间的相对转速，从而有助于缩短研磨时间，提高研磨效果。

进一步的，实施时，支撑架102上设置有轴承座1021，研磨垫101的第一端通过轴承座1021与支撑架102转动连接，压力传感器103设置与该轴承座1021上。

通过设置该轴承座1021，研磨垫101的第一端和轴承座1021之间能够相对自由转动，将压力传感器103设置于轴承座1021和支撑架102之间，以检测研磨垫101与支撑架102之间的作用力，进一步能够确定研磨垫101与待研磨晶圆300之间的相对压力。

可选的，边缘研磨设备上还设置有多个位置标识，位置标识用于根据支撑架102和/或输出轴的位置标识研磨垫101的使用寿命周期，这样，通过观察支撑架102和/或输出轴的位置，能够确定研磨垫101的寿命。

具体的，在一个可选的具体实施方式中，多个位置标识包括至少一个用于标示研磨垫101的使用寿命周期的起点的第一标识和至少一个用于标示研磨垫101的使用寿命周期的终点的第二标识，第一标识位于第二标识远离支撑架102的一侧。

由于支撑架102与驱动件104的输出轴固定连接，因此，两者的移动距离是相等的，本实施例中以检测输出轴的移动位置为例说明。

如图1所示，研磨设备上设置有多个位置标识，以通过位置标识与输出轴的相对位置确定研磨垫101移动的距离，本实施例中，具体包括原位置1042、起始位置1043和终止位置1044。其中，原位置1042指的是输出轴尚未移动时的位置；起始位置1043对应尚未使用的研磨垫101对应的的起始位置1043，也就是上述第一标识对应的位置，而终止位置1044对应上述第二标识，该位置对应研磨垫101已经无法继续使用的位置。

实施时，首先在输出轴位于原位置1042时，进行研磨垫101的安装，接下来，控制输出轴移动至起始位置1043，以通过研磨垫101进行边缘研磨，随着研磨过程的进行，研磨垫101上的研磨层磨损，压力传感器103检测到的压力降低，此时，驱动件104通过输出轴带动支撑架102向靠近晶圆的方向移动，以位置研磨垫101与待研磨晶圆300之间的压力，从而维持研磨效果的一致性和稳定性。

当输出轴位于终止位置1044时，说明研磨垫101的磨损达到最大，无法继续使用，此时，需要更换研磨垫101，具体的，控制输出轴移动至起始位置1043，进行研磨垫101的更换，然后继续重复上述过程，进行晶圆的进一步研磨即可。

进一步的，如图2A和图2B在一个具体实施方式中，该边缘研磨设备还包括多个承载件210，多个承载件210位于同一纵向平面内，多个承载件210用于承载待研磨晶圆300，以使待研磨晶圆300的中轴线横向设置，且使待研磨晶圆300的边缘与研磨垫101接触，多个承载件210中的至少一个还用于驱动待研磨晶圆300绕自身的中轴线旋转。

通过利用位于同一纵向平面内的承载件210承载待研磨晶圆300，不需要利用相关技术中的真空吸盘对晶圆进行吸附，能够避免晶圆上出现吸附痕迹，有利于提高晶圆质量。

如图2A和图2B所示，该边缘研磨设备上还设置了多个惰轮220，惰轮220与待研磨晶圆300的边缘接触，以检测待研磨晶圆300的转动速度，从而有助于提高对于研磨进程的控制效果。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种边缘研磨设备，其特征在于，包括多个用于进行边缘研磨的研磨垫，所述边缘研磨设备还包括支撑架、压力传感器和驱动件；

所述研磨垫设置于所述支撑架上，所述压力传感器设置于所述研磨垫和所述支撑架之间，所述压力传感器用于检测所述研磨垫与所述支撑架之间的压力，所述驱动件的输出端与所述支撑架固定连接，所述驱动件用于根据所述压力传感器检测的压力驱动所述支撑架移动。

2.如权利要求1所述的边缘研磨设备，其特征在于，还包括驱动电机，所述研磨垫具有第一端和第二端，所述研磨垫的第一端与所述支撑架转动连接，所述研磨垫的第二端与所述驱动电机的输出端传动连接，所述驱动电机用于驱动所述研磨垫绕自身的轴线转动。

3.如权利要求2所述的边缘研磨设备，其特征在于，所述支撑架上设置有轴承座，所述研磨垫的第一端通过所述轴承座与所述支撑架转动连接，所述压力传感器设置于所述轴承座上。

4.如权利要求1至3中任一项所述的边缘研磨设备，其特征在于，所述驱动件的输出端为输出轴，所述支撑架固定于所述输出轴的端部，所述驱动件用于驱动所述支撑架沿所述输出轴的轴向移动。

5.如权利要求4所述的边缘研磨设备，其特征在于，所述驱动件为气缸或油缸。

6.如权利要求4所述的边缘研磨设备，其特征在于，所述边缘研磨设备上还设置有多个位置标识，所述位置标识用于根据所述支撑架和/或所述输出轴的位置标识研磨垫的使用寿命周期。

7.如权利要求6所述的边缘研磨设备，其特征在于，所述多个位置标识包括至少一个用于标示研磨垫的使用寿命周期的起点的第一标识和至少一个用于标示研磨垫的使用寿命周期的终点的第二标识，所述第一标识位于所述第二标识远离所述支撑架的一侧。

8.如权利要求1所述的边缘研磨设备，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述压力传感器和所述驱动件电连接，所述控制器用于根据所述压力传感器检测的压力控制所述驱动件带动所述支撑架移动。

9.如权利要求1所述的边缘研磨设备，其特征在于，还包括多个承载件，所述多个承载件位于同一纵向平面内，所述多个承载件用于承载待研磨晶圆，以使所述待研磨晶圆的中轴线横向设置，且使所述待研磨晶圆的边缘与所述研磨垫接触，所述多个承载件中的至少一个还用于驱动所述待研磨晶圆绕自身的中轴线旋转。

10.如权利要求1所述的边缘研磨设备，其特征在于，包括至少一个用于研磨待研磨晶圆侧边的第一研磨垫和至少两个分别用于研磨所述待研磨晶圆的两个斜边的第二研磨垫。

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