CN214667495U - 一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其包括：设备本体，所述设备本体上设有支架，所述支架上安装有水平横梁；工作台，经升降单元设置在所述设备本体的上方，所述工作台上能够固定放置研磨头，所述研磨头上具有与内部腔体连通的连接孔；滑台，滑动连接在所述水平横梁上；压力气体发生单元，安装在所述滑台上，所述压力气体发生单元包括气体发生器、电磁阀和气针；压力检测单元，连接在所述压力气体发生单元上；控制单元，分别与所述压力气体发生单元和压力检测单元相连接。本实用新型自动化程度高，检测方便快捷，且测量结果更加精确。

Description

一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其涉及一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备。

背景技术

现代半导体生产工艺中，化学机械抛光(CMP)成为一道不可缺少的工序。CMP工艺的基本原理是将待抛光的晶圆在一定的下压力及研磨液的存在下相对于一个抛光垫作旋转运动，借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对晶圆表面材料去除，并获得光洁表面。

研磨头用来吸取晶圆,并将晶圆从上往下压在抛光垫上。研磨头为了达到精确控制晶圆的研磨压力、研磨精度、研磨平整度，研磨头分为多种不同形式结构，有5个腔体，6个腔体，7个腔体，8个腔体，每个腔体都需要达到一定的气密性，需要测量每个腔体的正压气密性和负压气密性。但是，目前并没有专门的设备用来检测每个腔体的正压气密性和负压气密性，其检测效率和检测精度都较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种检测效率高，操作简单方便，检测精度高的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备。

一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其包括：

设备本体，所述设备本体上设有支架，所述支架上安装有水平横梁；

工作台，经升降单元设置在所述设备本体的上方，所述工作台上能够固定放置研磨头，所述研磨头上具有与内部腔体连通的连接孔；

滑台，滑动连接在所述水平横梁上，所述滑台能够滑动至所述工作台的正上方，且所述滑台也能够滑动至完全错开所述工作台；

压力气体发生单元，安装在所述滑台上，所述压力气体发生单元包括气体发生器、电磁阀和气针，所述气体发生器用于产生正压气体或负压气体，所述气针的一端经所述电磁阀与所述气体发生器相连通，所述气针的另一端与所述连接孔相配合；

压力检测单元，连接在所述压力气体发生单元上，所述压力检测单元能够检测所述气针处的气压；

控制单元，分别与所述压力气体发生单元和压力检测单元相连接。

在其中一个实施例中，所述水平横梁的内部中间位置处设有水平滑槽，所述滑台的左右两侧分别设有多个滑轮，所述滑轮与所述水平滑槽相配合。

在其中一个实施例中，所述滑台的一端端部设有导向销，所述导向销的端部设有金属块，所述水平横梁的相应端端部设有导向孔，所述导向孔与导向销相配合，其中，所述导向孔的末端设有磁铁，当所述滑台向靠近所述导向孔的位置滑动到位时，所述磁铁与所述金属块相吸合。

在其中一个实施例中，所述气体发生器设置在所述滑台的上表面，所述滑台的下表面设有上连接盘，所述气针固定在所述连接盘上。

在其中一个实施例中，所述工作台为电磁铁，所述工作台上设有多个定位销，所述研磨头的底部设有定位孔，所述定位销与所述定位孔相配合。

在其中一个实施例中，所述滑台的一侧设有一手柄。

在其中一个实施例中，所述气体发生器与所述电磁阀之间还设有比例调节阀。

上述用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，在使用时，通过滑台带动压力气体发生单元滑动到工作台的正上方，然后，气体发生器产生正压气体或负压气体，通过气针和连接孔对研磨头的腔体施加正压或负压，接着，保压一段时间后，再测量研磨头的腔体内压力，从而得出正压或负压漏量，其自动化程度高，检测方便快捷，且测量结果更加精确。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的研磨头的结构示意图；

图2是本实用新型的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备的结构示意图；

图3是图2在A处的局部放大图；

图4是本实用新型的滑台的安装位置图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参阅图1-4所示，本实用新型一实施例提供一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其包括：设备本体1、支架2、水平横梁3、工作台4、滑台5、压力气体发生单元6和压力检测单元7。

所述设备本体1上设有支架2，所述支架2上安装有水平横梁3；

工作台4经升降单元8设置在所述设备本体1的上方，所述工作台4上能够固定放置研磨头9，所述研磨头9上具有与内部腔体连通的连接孔91；本实施例中，升降单元8可以为液压缸、气缸等。

滑台5滑动连接在所述水平横梁3上，所述滑台5能够滑动至所述工作台4的正上方，且所述滑台5也能够滑动至完全错开所述工作台4；

压力气体发生单元6安装在所述滑台5上，所述压力气体发生单元6包括气体发生器61、电磁阀62和气针63，所述气体发生器61用于产生正压气体或负压气体，所述气针63的一端经所述电磁阀62与所述气体发生器61相连通，所述气针63的另一端与所述连接孔91相配合；其中，可采用外接压缩空气产生正压气体，真空发生器可产生负压气体。本实施例中，电磁阀62可以控制气体发生器61与气针63的通断，从而控制气针63对连接孔91加压或保压。可选地，电磁阀62可选用SMC生产商生产的型号为VDW24MA的电磁阀。

压力检测单元7连接在所述压力气体发生单元6上，所述压力检测单元7能够检测所述气针63处的气压；可选地，压力检测单元7可选用SMC生产商生产的型号为ZSE80F-02L-T的压力传感器。

控制单元分别与所述压力气体发生单元6和压力检测单元7相连接。本实施例中，控制单元用于控制压力气体发生单元6和压力检测单元7动作，可选地，控制单元可选用三菱生产商生产的型号为：FX3U-48MT/ES-A的PLC控制器。

上述用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，在使用时，通过滑台5带动压力气体发生单元6滑动到工作台4的正上方，然后，气体发生器61产生正压气体或负压气体，通过气针63和连接孔91对研磨头9的腔体施加正压或负压，接着，保压一段时间后，再测量研磨头9的腔体内压力，从而得出正压或负压漏量，其自动化程度高，检测方便快捷，且测量结果更加精确。

在本实用新型一实施例中，所述水平横梁3的内部中间位置处设有水平滑槽31，所述滑台5的左右两侧分别设有多个滑轮51，所述滑轮51与所述水平滑槽31相配合。当滑台5沿着水平滑槽31滑动至远离工作台4的一侧时，能方便研磨头9的固定或拆离。需要说明的是，滑轮51与水平滑槽31的设置，不仅能方便滑台5的往复移动，而且还能对滑台5的左右两侧(滑轮51和水平滑槽31相接触的两侧)进行限位，进而保证了所述气针63与所述连接孔91在左右方向的位置配合精度。

在本实用新型一实施例中，所述滑台5的一端端部设有导向销52，所述导向销52的端部设有金属块53，所述水平横梁3的相应端端部设有导向孔32，所述导向孔32与导向销52相配合，其中，所述导向孔32的末端设有磁铁33，当所述滑台5向靠近所述导向孔32的位置滑动到位时，所述磁铁33与所述金属块53相吸合。如此，保证了所述气针63与所述连接孔91在前后方向的位置配合精度。

在本实用新型一实施例中，为了便于气针63位置的固定，保证气针63的结构强度，所述气体发生器61设置在所述滑台5的上表面，所述滑台5的下表面设有上连接盘64，所述气针63固定在所述连接盘64上。

在本实用新型一实施例中，所述工作台4为电磁铁，所述工作台4上设有多个定位销41，所述研磨头9的底部设有定位孔92，所述定位销41与所述定位孔92相配合。如此，可以先通过所述定位销41与所述定位孔92，对研磨头9在工作台4上的位置进行定位，然后，对电磁铁进行通电，吸附固定住所述研磨头9。

可选地，为了便于滑台5的移动，所述滑台的一侧设有一手柄10。

可选地，为了便于调节气压，所述气体发生器61与所述电磁阀62之间还设有比例调节阀65。比例调节阀65可选用SMC生产商生产的型号为ITV3010-32S4或ITV3010-32S的比例调节阀。

本实用新型的工作原理如下：

正压控制采用外接额的压缩空气和比例调节阀65，保证输出的气体压力达到设定值。当正压气体达到保压时间后，关闭电磁阀62，将气体密封在研磨头9的腔体内。在测漏时间到达后，测量正压终值减去测量正压初值，得出正压漏量。假如超过设定报警偏差值，此路测量会提示失败，反之提示测量成功，此路测量结果不影响系统继续测量。

负压控制采用真空发生器，通过调节手动阀开度，可以调整负压值。当负压气体达到保压时间后，关闭电磁阀62，将气体密封在研磨头9的腔体内。在测漏时间到达后，测量负压终值减去测量负压初值，得出负压漏量。假如超过设定报警偏差值，此路测量会提示失败，反之提示测量成功。此路测量结果不影响系统继续测量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，包括：

设备本体，所述设备本体上设有支架，所述支架上安装有水平横梁；

工作台，经升降单元设置在所述设备本体的上方，所述工作台上能够固定放置研磨头，所述研磨头上具有与内部腔体连通的连接孔；

滑台，滑动连接在所述水平横梁上，所述滑台能够滑动至所述工作台的正上方，且所述滑台也能够滑动至完全错开所述工作台；

压力气体发生单元，安装在所述滑台上，所述压力气体发生单元包括气体发生器、电磁阀和气针，所述气体发生器用于产生正压气体或负压气体，所述气针的一端经所述电磁阀与所述气体发生器相连通，所述气针的另一端与所述连接孔相配合；

压力检测单元，连接在所述压力气体发生单元上，所述压力检测单元能够检测所述气针处的气压；

控制单元，分别与所述压力气体发生单元和压力检测单元相连接。

2.如权利要求1所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述水平横梁的内部中间位置处设有水平滑槽，所述滑台的左右两侧分别设有多个滑轮，所述滑轮与所述水平滑槽相配合。

3.如权利要求1或2所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述滑台的一端端部设有导向销，所述导向销的端部设有金属块，所述水平横梁的相应端端部设有导向孔，所述导向孔与导向销相配合，其中，所述导向孔的末端设有磁铁，当所述滑台向靠近所述导向孔的位置滑动到位时，所述磁铁与所述金属块相吸合。

4.如权利要求3所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述气体发生器设置在所述滑台的上表面，所述滑台的下表面设有上连接盘，所述气针固定在所述连接盘上。

5.如权利要求4所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述工作台为电磁铁，所述工作台上设有多个定位销，所述研磨头的底部设有定位孔，所述定位销与所述定位孔相配合。

6.如权利要求5所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述滑台的一侧设有一手柄。

7.如权利要求1所述的用于晶圆抛光的研磨头气密性测漏设备，其特征在于，所述气体发生器与所述电磁阀之间还设有比例调节阀。

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