化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及方法
【專利摘要】一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及方法，其中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括：載片臺(tái)；研磨機(jī)構(gòu)，包括能夠沿第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的研磨件，第一、二直線方向垂相互垂直；研磨液注入機(jī)構(gòu)，用于向研磨件注入研磨液；研磨清洗機(jī)構(gòu)，與研磨機(jī)構(gòu)沿第一直線方向相對(duì)設(shè)置；膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)，用于測(cè)量清洗后的待研磨片厚度。在化學(xué)機(jī)械研磨過程中，對(duì)移動(dòng)中的待研磨片邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量。使用本設(shè)備，實(shí)時(shí)測(cè)量的研磨后的待研磨片厚度，控制研磨過程中待研磨片的研磨量，確保待研磨片研磨后的厚度為目標(biāo)厚度，提升產(chǎn)品合格率，減少?gòu)U片量產(chǎn)生，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】
化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備及方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]參照?qǐng)D1，圖1為現(xiàn)有的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的示意圖，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括:可旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)1 ;覆蓋平臺(tái)1上的研磨墊2 ;可旋轉(zhuǎn)的研磨頭3以及研磨液噴頭4。
[0003]以硅片為例，化學(xué)機(jī)械研磨的方法為:將硅片5倒置以使其待研磨的表面與研磨墊2接觸；接著將研磨頭3壓在硅片5上；緊接著，控制平臺(tái)1自轉(zhuǎn)和研磨頭3自轉(zhuǎn)，同時(shí)控制研磨液噴頭4向研磨墊2上噴射研磨液40、和對(duì)研磨頭3施加朝向硅片5向下的壓力，研磨液隨平臺(tái)1的自轉(zhuǎn)流入硅片5的待研磨面與研磨墊2之間的縫隙間，并且在硅片5的運(yùn)動(dòng)中對(duì)娃片5的待研磨面進(jìn)行研磨。
[0004]伴隨研磨進(jìn)程，研磨墊表面在研磨過程中也逐漸遭到磨損而不平坦，這樣，在研磨過程中，對(duì)在相同壓力和旋轉(zhuǎn)速度下進(jìn)行研磨的硅片而言，其研磨速率會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，進(jìn)而造成研磨后的硅片厚度均勻性下降。由于現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨工藝缺少能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控被研磨硅片厚度的有效方法，因此，無法實(shí)時(shí)獲得研磨過程中的硅片厚度及其變化，也就不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn):由于研磨墊的磨損而造成被研磨硅片的厚度均勻性顯著下降的問題， 如果繼續(xù)使用該研磨墊進(jìn)行研磨，就會(huì)造成大量研磨后的硅片報(bào)廢，降低生產(chǎn)產(chǎn)量。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨工藝缺少能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控被研磨硅片厚度的有效方法。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，該化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括:
[0007]研磨區(qū)，具有進(jìn)片口和出片口；
[0008]載片臺(tái)，其上表面設(shè)有載片區(qū)，且能夠從所述進(jìn)片口沿第一直線方向朝向出片口移動(dòng)；
[0009]位于研磨區(qū)的研磨機(jī)構(gòu)，包括:沿第二直線方向延伸、且能夠沿所述第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的研磨件，用于研磨待研磨片，所述第二直線方向垂直于第一直線方向；
[0010]研磨液注入機(jī)構(gòu)，用于向所述研磨件研磨待研磨片的區(qū)域注入研磨液；
[0011]研磨清洗機(jī)構(gòu)，與所述研磨機(jī)構(gòu)沿所述第一直線方向相對(duì)設(shè)置，用于清洗研磨后的待研磨片；
[0012]膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)，位于所述研磨清洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨機(jī)構(gòu)相對(duì)的另一偵牝用于測(cè)量清洗后的待研磨片厚度。
[0013]可選地，所述研磨件為研磨帶。
[0014]可選地，所述研磨件能夠沿所述第二直線方向重復(fù)移動(dòng)包括:所述研磨件能夠沿所述第二直線方向作往復(fù)移動(dòng)。
[0015]可選地，所述研磨機(jī)構(gòu)還包括:若干帶輪，所述研磨帶套在所有帶輪上，所述帶輪能夠帶動(dòng)研磨帶轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]可選地，所述研磨液注入機(jī)構(gòu)包括:沿所述第二直線方向排布的若干研磨液注入管；
[0017]所述研磨液注入管通過噴液管對(duì)準(zhǔn)所述研磨帶用于研磨的部分。
[0018]可選地，在所述研磨帶上沿周向方向分布有若干通孔，作為研磨液的流出出口。
[0019]可選地，每個(gè)所述研磨液注入管通過連通器與所述噴液管連接；
[0020]所述連通器包括:一輸入管和與所述輸入管連通的至少兩個(gè)輸出管，所述輸入管連通研磨液注入管，每個(gè)所述輸出管連通一個(gè)噴液管。
[0021]可選地，還包括:第一支撐件和第二支撐件；
[0022]所述帶輪軸向兩端沿所述第一直線方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一、二支撐件上，所述第二支撐件位于研磨機(jī)構(gòu)和研磨清洗機(jī)構(gòu)之間。
[0023]可選地，所有研磨液注入管設(shè)于所述第一支撐件中。
[0024]可選地，在所述研磨帶圍成的空間內(nèi)固設(shè)有支架；
[0025]在所述支架與所述研磨帶沿第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的區(qū)域之間設(shè)有:壓板、分別連接所述壓板和支架的施力件，所述施力件用于調(diào)節(jié)壓板對(duì)研磨帶施加的壓力大小。
[0026]可選地，所述支架固設(shè)在第一支撐件和第二支撐件上。
[0027]可選地，還包括:壓力傳感器，用于監(jiān)測(cè)所述研磨帶對(duì)待研磨片的研磨壓力。
[0028]可選地，所述研磨件沿所述第二直線方向的尺寸大于等于所述載片區(qū)沿第二直線方向的最大尺寸。
[0029]可選地，所述研磨清洗機(jī)構(gòu)包括:
[0030]沖洗機(jī)構(gòu)，用于沖洗研磨后的待研磨片；
[0031]吹干機(jī)構(gòu)，位于所述沖洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨機(jī)構(gòu)相對(duì)的另一側(cè)，用于吹干沖洗后的待研磨片。
[0032]可選地，所述沖洗機(jī)構(gòu)包括:沿所述第二直線方向排布的若干出水管，其出水口對(duì)準(zhǔn)研磨件與吹干機(jī)構(gòu)之間的區(qū)域。
[0033]可選地，所述出水管相對(duì)于垂直于所述第二直線方向的平面為由上而下傾斜設(shè)置。
[0034]可選地，所述吹干機(jī)構(gòu)包括:沿所述第二直線方向排布的若干出風(fēng)管，其出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)所述沖洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨件相對(duì)的另一側(cè)區(qū)域。
[0035]可選地，所述出風(fēng)管相對(duì)于垂直于所述第二直線方向的平面為由上而下傾斜設(shè)置。
[0036]可選地，在所述載片臺(tái)上圍繞所述載片區(qū)設(shè)有導(dǎo)流槽，用于收集和導(dǎo)出研磨過程中的研磨液及清洗液。
[0037]可選地，還包括:沿所述第二直線方向相對(duì)、且沿所述第一直線方向延伸的第一直線導(dǎo)軌和第二直線導(dǎo)軌，所述研磨區(qū)位于第一、二直線導(dǎo)軌之間；
[0038]所述載片臺(tái)為兩個(gè)，其中一個(gè)載片臺(tái)可往復(fù)移動(dòng)地連接至第一直線導(dǎo)軌，另一個(gè)載片臺(tái)可往復(fù)移動(dòng)地連接至第二直線導(dǎo)軌。
[0039]可選地，還包括:沿所述第一直線方向相對(duì)、且沿第二直線方向延伸的第三直線導(dǎo)軌和第四直線導(dǎo)軌；
[0040]在第一、二直線導(dǎo)軌中，每個(gè)直線導(dǎo)軌的兩端分別可往復(fù)移動(dòng)地連接至第三、四直線導(dǎo)軌。
[0041]可選地，在所述研磨件下方設(shè)有底座；所述載片臺(tái)在研磨過程中支撐在底座上移動(dòng)。
[0042]可選地，在所述載片臺(tái)的底部設(shè)置有滾輪，所述載片臺(tái)通過滾動(dòng)的滾輪支撐在底座上移動(dòng)。
[0043]本發(fā)明還提供一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，該化學(xué)機(jī)械研磨方法包括:
[0044]將一個(gè)待研磨片從進(jìn)片口沿第一直線方向移動(dòng)至研磨區(qū)；
[0045]在所述研磨區(qū)，一邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊沿第二直線方向?qū)λ龃心テM(jìn)行研磨，所述第一直線方向垂直于第二直線方向；
[0046]—邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊對(duì)所述待研磨片研磨過的區(qū)域進(jìn)行清洗；
[0047]—邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度。
[0048]可選地，利用橢偏測(cè)量方法測(cè)量待研磨片的厚度。
[0049]可選地，所述測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度包括:測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域多個(gè)部分所對(duì)應(yīng)的多個(gè)厚度值，以獲得所述待研磨片研磨后的厚度分布均勻性。
[0050]可選地，所述沿第二直線方向?qū)λ龃心テM(jìn)行研磨包括:沿所述第二直線方向?qū)λ鲅心テM(jìn)行往復(fù)研磨。
[0051]可選地，使用研磨帶對(duì)所述待研磨片進(jìn)行研磨；在研磨過程中，所述研磨帶在帶輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待研磨片的研磨。
[0052]可選地，利用沿所述第二直線方向排布的若干研磨液注入管向研磨位置的研磨帶注入研磨液。
[0053]可選地，所述一邊對(duì)所述待研磨片研磨過的區(qū)域進(jìn)行清洗包括:
[0054]—邊對(duì)所述待研磨片研磨過的區(qū)域進(jìn)行沖洗，還一邊對(duì)待研磨片沖洗過的區(qū)域進(jìn)行干燥處理；
[0055]測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度為:測(cè)量待研磨片干燥處理后的區(qū)域的厚度。
[0056]可選地，利用沿所述第二直線方向排布的若干出水管向所述待研磨片研磨過的區(qū)域噴射清洗液；
[0057]利用沿所述第二直線方向排布的若干出風(fēng)管吹拂所述待研磨片沖洗過的區(qū)域，以進(jìn)行干燥處理。
[0058]可選地，在研磨過程中，利用施力件控制用于研磨的研磨件對(duì)待研磨片施加的壓力。
[0059]可選地，所述待研磨片設(shè)于載片臺(tái)的載片區(qū)上，所述載片臺(tái)沿所述第一直線方向移動(dòng)；
[0060]待所述待研磨片研磨完成后，還包括:所述載片臺(tái)從出片口沿第二直線方向移出研磨區(qū)，之后沿所述第一直線方向的反方向朝向所述進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)，并開始下一次研磨過程。
[0061]可選地，在所述研磨過程中，使裝有另一待研磨片的另一載片臺(tái)從所述進(jìn)片口沿所述第一直線方向移動(dòng)；待所述研磨過程結(jié)束，控制所述另一待研磨片在研磨區(qū)進(jìn)行邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量的步驟。
[0062]可選地，在所述待研磨片的研磨過程中，控制其中一載片臺(tái)在第一直線導(dǎo)軌上沿第一直線方向移動(dòng)，和在移出研磨區(qū)后沿反方向朝向進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)；
[0063]在所述另一個(gè)待研磨片研磨過程中，控制另一載片臺(tái)在第二直線導(dǎo)軌上沿第一直線方向移動(dòng)，和在移出研磨區(qū)后沿反方向朝向進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)。
[0064]可選地，在研磨完成后，控制所述第一直線導(dǎo)軌在第三直線導(dǎo)軌和第四直線導(dǎo)軌上，沿所述第二直線方向背向所述第二直線導(dǎo)軌移動(dòng)，至其上的載片臺(tái)移出研磨區(qū)；
[0065]在另一個(gè)待研磨片研磨完成后，控制所述第二直線導(dǎo)軌在第三、四直線導(dǎo)軌上沿第二直線方向的反方向移動(dòng)，至其上的載片臺(tái)移出研磨區(qū)。
[0066]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0067]本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括沿第一直線方向依次排布的研磨機(jī)構(gòu)、研磨清洗機(jī)構(gòu)、膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)。研磨機(jī)構(gòu)包括沿第二直線方向延伸、且能夠沿所述第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的研磨件，研磨件用于研磨待研磨片。
[0068]在化學(xué)研磨過程中，一邊控制裝有待研磨片的載片臺(tái)沿第一直線方向在研磨區(qū)移動(dòng)，一邊控制沿第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的研磨件對(duì)待研磨片進(jìn)行研磨，一邊控制研磨清洗機(jī)構(gòu)清洗待研磨片研磨過的區(qū)域，一邊利用膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量待研磨片清洗過的區(qū)域。
[0069]—方面，在研磨過程中，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的研磨后的待研磨片厚度，及時(shí)調(diào)節(jié)載片臺(tái)的移動(dòng)速率、研磨件對(duì)待研磨片施加的壓力等參數(shù)，以控制研磨過程中待研磨片的研磨量，確保待研磨片研磨后的厚度為目標(biāo)厚度。這能提升研磨后的待研磨片的合格率，以減少?gòu)U片量產(chǎn)生，降低生產(chǎn)成本。
[0070]另一方面，在研磨過程中，對(duì)應(yīng)于載片臺(tái)的持續(xù)移動(dòng)，能夠獲得待研磨片多個(gè)部分的多個(gè)厚度值，這些厚度值會(huì)被即時(shí)記錄下來。待研磨過程完成后，可根據(jù)獲得的多個(gè)部分的厚度，獲得研磨后的待研磨片的厚度分布的均勻性，并將其與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格進(jìn)行比較:
[0071]如果該研磨后的待研磨片厚度分布的均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，則判斷研磨后的待研磨片合格；
[0072]如果該研磨后的待研磨片厚度分布的均勻性不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，本次研磨后的待研磨片被淘汰掉，且在下個(gè)待研磨片研磨之前，對(duì)研磨機(jī)構(gòu)、研磨液成分、載片臺(tái)性能等各個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢查，以找到問題所在并及時(shí)解決，以確保下一片待研磨片研磨后的厚度均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案在生產(chǎn)階段就能及時(shí)避免大批量廢片的產(chǎn)生，在提高產(chǎn)品合格率的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。【附圖說明】
[0073]圖1是現(xiàn)有的一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備在研磨過程的立體圖；
[0074]圖2是本發(fā)明具體實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的立體圖，且該立體圖為透明視圖；
[0075]圖3是位于圖2所示研磨區(qū)中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的放大圖，且該放大圖為透明視圖；
[0076]圖4是圖2的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，研磨機(jī)構(gòu)與第一支撐件連接且與第二支撐件分離狀態(tài)的立體圖，且該立體圖為透明視圖；
[0077]圖5是圖4的區(qū)域F的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
[0078]圖6?13是使用圖2所示化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的過程的各個(gè)階段的立體圖，且該立體圖為透明視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0079]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0080]參照?qǐng)D2?圖4,本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括:
[0081]研磨區(qū)，具有進(jìn)片口 C和出片口 D，進(jìn)片口 C指向出片口 D的方向?yàn)榈谝恢本€方向 A；
[0082]第一載片臺(tái)11和第二載片臺(tái)12,每個(gè)載片臺(tái)上表面設(shè)有載片區(qū)100,在研磨過程中，待研磨片置于載片區(qū)100上，兩載片臺(tái)均能夠沿第一直線方向A移動(dòng)；
[0083]位于研磨區(qū)的研磨機(jī)構(gòu)20,包括:4個(gè)帶輪21、套在所有帶輪21上的研磨帶22,4 個(gè)帶輪21通過其軸向兩端沿第一直線方向A可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一支撐件31和第二支撐件 32上，帶輪21能夠在第一、二支撐件之間滾動(dòng)以帶動(dòng)研磨帶22轉(zhuǎn)動(dòng)，通過設(shè)置帶輪21軸線方向平行于第一直線方向A，且位于下方的兩帶輪21沿垂直于第一直線方向A的第二直線方向B排布，該研磨帶22在不斷轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，在下方形成沿第二直線方向B重復(fù)移動(dòng)的區(qū)域(以下簡(jiǎn)稱研磨頭220)，以用于研磨待研磨片；
[0084]研磨液注入機(jī)構(gòu)40,用于向研磨機(jī)構(gòu)20的研磨頭220注入研磨液；
[0085]研磨清洗機(jī)構(gòu)50,與研磨機(jī)構(gòu)20沿第一直線方向A相對(duì)設(shè)置，第二支撐件32位于研磨清洗機(jī)構(gòu)50和研磨機(jī)構(gòu)20之間；
[0086]膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60,位于研磨清洗機(jī)構(gòu)50沿第一直線方向A與第二支撐件32相對(duì)的另一側(cè)，用于測(cè)量待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度。
[0087]以第一載片臺(tái)11為例，使用本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的化學(xué)機(jī)械研磨方法包括:
[0088]首先，在進(jìn)片口 C，在第一載片臺(tái)11的載片區(qū)100上裝片并使待研磨片的待研磨面朝上，裝片后，將第一載片臺(tái)11從進(jìn)片口 C沿第一直線方向A移動(dòng)至研磨區(qū)。其中第一載片臺(tái)11通過真空吸附或電磁吸附的方式固定待研磨片，例如在載片區(qū)100設(shè)有真空吸管， 當(dāng)待研磨片置于載片區(qū)1〇〇上后，真空吸管隨即吸附待研磨片背向待研磨面的表面，以固定待研磨片。
[0089]接著，在研磨區(qū)，一邊沿第一直線方向A繼續(xù)移動(dòng)第一載片臺(tái)11，一邊控制沿第二直線方向B重復(fù)移動(dòng)的研磨帶22對(duì)待研磨片進(jìn)行研磨，并同時(shí)控制研磨液注入機(jī)構(gòu)40向研磨頭220注入研磨液，其中研磨帶22的重復(fù)移動(dòng)可以是研磨帶沿同一轉(zhuǎn)動(dòng)方向持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，也可以是研磨帶交替正向、反向轉(zhuǎn)動(dòng)(比如先正轉(zhuǎn)一圈、再反轉(zhuǎn)一圈、之后重復(fù)交替正轉(zhuǎn)一圈和反轉(zhuǎn)一圈)，以去除由于研磨帶移動(dòng)的單方向性造成的表面不對(duì)稱性；
[0090]—邊沿第一直線方向A繼續(xù)移動(dòng)第一載片臺(tái)11，一邊控制研磨清洗機(jī)構(gòu)50清洗待研磨片研磨過、并移出研磨帶22的區(qū)域進(jìn)行清洗，其目的在于清除從研磨帶22移出的待研磨片表面殘留的研磨液，避免這些研磨液影響后續(xù)膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60測(cè)量待研磨片厚度值的準(zhǔn)確性；
[0091]—邊沿第一直線方向A繼續(xù)移動(dòng)第一載片臺(tái)11，一邊控制膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60測(cè)量待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度；
[0092]至待研磨片研磨完成且第一載片臺(tái)11移動(dòng)至出片口 D，將第一載片臺(tái)11從出片口 D沿第二直線方向B移出研磨區(qū)。
[0093]在整個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨過程，對(duì)待研磨片邊研磨、邊清洗且邊測(cè)量厚度。由于第一載片臺(tái)11是持續(xù)移動(dòng)的，因此膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控研磨后的待研磨片各個(gè)部分的厚度。
[0094]—方面，在研磨過程中，能夠根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量的研磨后的待研磨片厚度，及時(shí)調(diào)節(jié)第一載片臺(tái)11的移動(dòng)速率、研磨帶22對(duì)待研磨片施加的研磨壓力等參數(shù)，以控制研磨過程中待研磨片的研磨量，進(jìn)而得到研磨后待研磨片的目標(biāo)厚度。
[0095]如果第一載片臺(tái)11沿第一直線方向A的移動(dòng)速率較快，待研磨片會(huì)快速通過研磨帶22,待研磨片的某研磨區(qū)域遭到較短時(shí)間研磨，研磨后的待研磨片厚度較厚。相反，如果第一載片臺(tái)11的移動(dòng)速率較慢，研磨后的待研磨片厚度較薄。
[0096]如果研磨帶22對(duì)待研磨片施加的壓力較大，待研磨片與研磨帶22之間的摩擦力會(huì)較大，待研磨片的研磨量較多，研磨后的待研磨片厚度較?。蝗绻心?2對(duì)研磨片施加的壓力較小，待研磨片與研磨帶22之間的摩擦力較小，這會(huì)減少待研磨片的研磨量，研磨后的待研磨片厚度較厚。另外，摩擦力較大也會(huì)阻礙研磨帶22的轉(zhuǎn)速和第一載片臺(tái)11 的移動(dòng)速率，進(jìn)而影響遭到研磨的量。在研磨過程中，應(yīng)合理控制研磨帶22的轉(zhuǎn)速、第一載片臺(tái)11的移動(dòng)速率及研磨帶22對(duì)待研磨片施加的壓力等參數(shù)，以獲得較佳的研磨效果。
[0097]因此，通過實(shí)時(shí)監(jiān)控研磨后的待研磨片厚度，能實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)待研磨片的研磨量以控制研磨后的待研磨片厚度，這能提升研磨后的待研磨片的合格率，以減少?gòu)U片量，降低生產(chǎn)成本。
[0098]另外，如果在研磨過程中，根據(jù)膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60測(cè)得的厚度遠(yuǎn)大于目標(biāo)厚度，則可推測(cè)出研磨帶22的外表面遭到過度磨損而變得光滑，使得研磨帶22與待研磨片之間的摩擦力較小，造成待研磨片的研磨量太少。此時(shí)，立即停止本次研磨，并及時(shí)更換研磨帶22， 之后對(duì)待研磨片重新研磨，更確保下個(gè)待研磨片的研磨過程順利。因此，通過膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu) 60可以及時(shí)處置研磨過程中的極端情況，提高生產(chǎn)效率。
[0099]另一方面，在研磨過程中，對(duì)應(yīng)于第一載片臺(tái)11持續(xù)移動(dòng)，能夠獲得待研磨片多個(gè)部分的多個(gè)厚度值，這些厚度值會(huì)被即時(shí)記錄下來。待研磨過程完成后，可根據(jù)獲得的多個(gè)部分的厚度，獲得研磨后的待研磨片的厚度分布的均勻性，并將其與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格進(jìn)行比較， 其中標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格是對(duì)研磨后的待研磨片期望獲得的厚度分布的均勻性。為提高測(cè)得的待研磨片研磨后的厚度分布均勻性的精確度，還可圍繞待研磨片研磨過的區(qū)域設(shè)置多臺(tái)膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60,以增大膜厚測(cè)量的區(qū)域，以獲得對(duì)應(yīng)更大區(qū)域范圍的更多厚度值。
[0100]通過比較，如果該研磨后的待研磨片厚度分布的均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，則判斷研磨后的待研磨片合格；
[0101] 通過比較，如果該研磨后的待研磨片厚度分布的均勻性不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，本次研磨后的待研磨片被淘汰掉，且在下個(gè)待研磨片研磨之前，對(duì)研磨機(jī)構(gòu)20、研磨液成分、載片臺(tái)性能等各個(gè)參數(shù)進(jìn)行檢查，以找到問題所在并及時(shí)解決，以確保下一片待研磨片研磨后的厚度均勻性符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案在生產(chǎn)階段就能及時(shí)避免大批量廢片的產(chǎn)生，在提高產(chǎn)品合格率的同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
[0102] 需要說明的是，將測(cè)得的厚度均勻性與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的比較過程完全是自動(dòng)化完成， 花費(fèi)時(shí)間短，不會(huì)影響生產(chǎn)效率。
[0103] 在本實(shí)施例中，使用橢偏測(cè)量法來測(cè)量待研磨片的厚度及分布均勻性，膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60為橢偏儀。橢偏儀的結(jié)構(gòu)包括:光源、起偏器、檢偏器以及探測(cè)器。橢偏測(cè)量的原理為:
[0104] 首先，光源發(fā)射無極性光，根據(jù)待研磨片的材料選擇具有合適波長(zhǎng)的無極性光，確保無極性光能夠透射進(jìn)入待研磨片；
[0105] 接著，無極性光進(jìn)入起偏器并經(jīng)線性偏振后分成等振幅、等相位的線性偏振光；
[0106] 緊接著，線性偏振光入射進(jìn)入待研磨片中并透射，透射光為橢圓偏振光，檢偏器檢測(cè)得到該橢圓偏振光；
[0107] 之后對(duì)應(yīng)的探測(cè)器接收到從檢偏器中出射的橢圓偏振光。最后，通過對(duì)出射的橢圓偏振光與入射的線性偏振光進(jìn)行分析，根據(jù)光線在不同方向的衰減程度計(jì)算得到待研磨片的厚度。在應(yīng)用中，可圍繞研磨后的待研磨片的移動(dòng)區(qū)域設(shè)置多個(gè)檢偏器及相應(yīng)的探測(cè)器，以測(cè)量待研磨片的多個(gè)部分的厚度，以獲得厚度分布的均勻性。橢圓測(cè)量法能夠準(zhǔn)確測(cè)量待研磨片厚度分布的均勻性。
[0108] 在本實(shí)施例中，研磨帶22沿第二直線方向B的尺寸大于或等于載片區(qū)100沿第二直線方向B的最大尺寸，以確保載片區(qū)100上的待研磨片的所有區(qū)域均能被研磨到。
[0109]在本示例的研磨機(jī)構(gòu)20中，每個(gè)帶輪21的軸向兩端分別通過兩橫軸210可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一支撐件31和第二支撐件32上，橫軸210伸入相應(yīng)的支撐件的槽中并能夠在槽中轉(zhuǎn)動(dòng)。其中一個(gè)帶輪21 (參考圖3和圖4中左上角的帶輪21)所對(duì)應(yīng)的橫軸210伸出第一支撐件31與驅(qū)動(dòng)裝置23連接，該驅(qū)動(dòng)裝置23能夠驅(qū)動(dòng)該帶輪21轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)研磨帶 22轉(zhuǎn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)裝置23固設(shè)在第一支撐件31沿第一直線方向A背向研磨機(jī)構(gòu)20的表面，其安裝位置僅起到示例作用，可根據(jù)具體安裝場(chǎng)合作調(diào)整。驅(qū)動(dòng)裝置23可以為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其輸出端與橫軸210連接。
[0110] 除本實(shí)施例的件外，在其他示例中，研磨件還可以是沿第二直線方向延伸的板狀件，通過設(shè)置一驅(qū)動(dòng)裝置控制板狀件沿第二直線方向在研磨區(qū)往復(fù)移動(dòng)，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)移動(dòng)中的載片臺(tái)上的待研磨片進(jìn)行研磨。其中該驅(qū)動(dòng)裝置可以為直線驅(qū)動(dòng)電機(jī)或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
[0111] 在本示例中，參照?qǐng)D2?圖4,第一支撐件31和第二支撐件32均為板狀件，沿第二直線方向B固設(shè)在兩橫梁36上并懸空，以留存空間供載片臺(tái)從研磨頭220下方通過。
[0112] 研磨液注入機(jī)構(gòu)40包括:設(shè)于第一支撐件31中且沿第二直線方向B間隔分布的若干研磨液注入管41，研磨液注入管41通過噴液管42對(duì)準(zhǔn)研磨頭220位置的研磨帶內(nèi)周面。研磨液注入機(jī)構(gòu)40通過研磨液注入管41、噴液管42向研磨帶22噴射研磨液以用于研磨。相應(yīng)地，結(jié)合參照?qǐng)D5,圖5是圖4中虛線框區(qū)域F的放大結(jié)構(gòu)示意圖，在研磨帶22中沿其周向方向分布有若干通孔221，作為研磨液的流出出口，在研磨過程中，研磨液從通孔 221流出至待研磨片與研磨帶外周面之間的縫隙以用于研磨。
[0113]需要說明的是，在圖2?圖4中并未示出研磨液注入機(jī)構(gòu)40除研磨液注入管41 外的其他部分，可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行裝配，在此不再贅述。
[0114]在圖3和圖4中，研磨液注入管41埋設(shè)在第一支撐件31中，其輸入口位于第一支撐件31上表面，僅起到示例作用，可根據(jù)具體應(yīng)用場(chǎng)合進(jìn)行調(diào)整。研磨液注入管41沿第二直線方向B間隔分布，對(duì)應(yīng)于研磨帶22沿第二直線方向B重復(fù)移動(dòng)的區(qū)域延伸，其目的是確保整個(gè)研磨液在研磨頭220范圍內(nèi)均勻分布，以使待研磨片能夠得到均勻、等速率研磨。
[0115] 參照?qǐng)D4,每個(gè)研磨液注入管41的輸出口通過連通器43與噴液管42連通。連通器43包括:1個(gè)輸入管431、和與輸入管431連通的至少兩個(gè)輸出管432,研磨液從1個(gè)輸入管431輸入并通過兩個(gè)輸出管432輸出。輸入管431連通研磨液注入管41的輸出口，每個(gè)輸出管432連通一個(gè)噴液管42。借助于連通器43,可在研磨帶22內(nèi)部對(duì)應(yīng)研磨頭220的區(qū)域布置較多數(shù)量的噴液管42,增大了噴液管42的噴射區(qū)域，以提供均勻的噴射區(qū)域。
[0116]在研磨帶22圍成的空間內(nèi)設(shè)有:分別與第一支撐件31和第二支撐件32固定連接且與研磨頭220相對(duì)的支架30,所有噴液管42穿過支架30后對(duì)準(zhǔn)研磨帶22的研磨區(qū)域。 在支架30與研磨頭220之間設(shè)有:與研磨頭220位置的研磨帶的內(nèi)周面相對(duì)的壓板33,分別連接壓板33與支架30的施力件34,施力件34用于控制壓板33向研磨帶22施加的壓力大小，以調(diào)節(jié)待研磨片在研磨過程中所受研磨帶的壓力。
[0117]參照?qǐng)D4,施力件34的數(shù)量為多個(gè)，每個(gè)施力件34通過一壓塊35與壓板33連接， 施力件34可使用液壓缸或氣壓缸。該施力件34包括:中空的缸體340、伸入缸體340內(nèi)的活塞桿341，活塞桿341伸出缸體340外與壓塊35連接，缸體340未連接活塞桿341的一端固定在支架30上。
[0118]使用施力件34調(diào)節(jié)待研磨片所受壓力的原理為:根據(jù)施力件34的種類，控制缸體 340內(nèi)氣體量或液體量，以調(diào)節(jié)活塞桿341所受氣體或液體壓力，活塞桿341所受壓力經(jīng)壓塊35、壓板33傳遞至待研磨片。例如:當(dāng)需要增大研磨過程中研磨帶對(duì)待研磨片的壓力以增大研磨量時(shí)，可向缸體340內(nèi)通入氣體或液體；當(dāng)需要減小研磨過程中研磨帶對(duì)待研磨片的壓力以減小研磨量時(shí)，可適當(dāng)排出缸體340種的部分氣體或液體。
[0119]在研磨過程中，可控制施力件34來調(diào)節(jié)研磨過程中研磨帶對(duì)待研磨片施加的壓力大小，以調(diào)節(jié)待研磨片所受研磨壓力，來控制研磨速率及研磨量，得到較佳的研磨效果。 另外，通過設(shè)置一壓力傳感器(圖中未示出)，來監(jiān)測(cè)待研磨片在研磨過程中所受研磨帶的壓力，能夠在研磨過程中控制待研磨片所受壓力，從而實(shí)時(shí)、精確控制待研磨片的研磨速率及研磨量。其中壓力傳感器可設(shè)置在施力件34、壓板33、或載片臺(tái)的載片區(qū)上。
[0120]在應(yīng)用場(chǎng)合，施力件34會(huì)與外設(shè)的液壓或氣壓控制裝置連接，以準(zhǔn)確調(diào)節(jié)施力件 34對(duì)壓板33的壓力。除本實(shí)施例所示的氣壓缸或液壓缸外，在其他示例中，還可使用電磁控制的施力件，借助于電磁力來調(diào)節(jié)活塞桿的移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)待研磨片所受研磨壓力。
[0121]參照?qǐng)D3,研磨清洗機(jī)構(gòu)50位于第二支撐件32沿第一直線方向A與研磨機(jī)構(gòu)20 相對(duì)的另一側(cè)，能夠在研磨過程中即時(shí)對(duì)研磨后的待研磨片進(jìn)行清洗。該研磨清洗機(jī)構(gòu)50 包括:沖洗機(jī)構(gòu)51，用于沖洗研磨后的待研磨片；吹干機(jī)構(gòu)52,位于沖洗機(jī)構(gòu)51沿第一直線方向A與第二支撐件32相對(duì)的另一側(cè)，用于吹干沖洗后的待研磨片，實(shí)現(xiàn)待研磨片干燥處理。這樣，在研磨過程中，一邊對(duì)待研磨片研磨過的區(qū)域進(jìn)行沖洗，一邊控制吹干機(jī)構(gòu)52 對(duì)沖洗過的待研磨片區(qū)域進(jìn)行吹干。吹干機(jī)構(gòu)52吹出的風(fēng)將清洗液以及研磨液沖掉，以避免清洗液及研磨液影響后續(xù)膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60的測(cè)量精度。
[0122]沖洗機(jī)構(gòu)51包括:沿第二直線方向B排布的若干出水管510,其進(jìn)水口與外設(shè)的供液機(jī)構(gòu)連通，其出水口對(duì)準(zhǔn)研磨頭220與吹干機(jī)構(gòu)52之間的區(qū)域。在研磨過程中，利用若干出水管510向待研磨片研磨過的區(qū)域噴射清洗液。所有的出水管510可以集成到第二支撐件32中、或連接至第二支撐件32的表面。除此之外，結(jié)合參照?qǐng)D2,所有出水管510還可以獨(dú)立于第二支撐件32,在相互連接后沿第二直線方向B分別架設(shè)在兩橫梁36上。
[0123]出水管510相對(duì)于垂直于所述第二直線方向的平面由上而下為傾斜設(shè)置，其目的在于:使吹水管510沿第二直線方向B朝向研磨區(qū)外噴射清洗液，借助于噴射壓力將研磨液沿第二直線方向B快速?zèng)_出研磨區(qū)，具有較高清洗效率。進(jìn)一步地，出水管510的軸線垂直于第一直線方向A，避免了出水管510沿第一直線方向A朝向研磨機(jī)構(gòu)40或吹干機(jī)構(gòu)52噴射研磨液，防止清洗液噴射到研磨區(qū)域而干擾研磨進(jìn)程，或噴射到膜厚測(cè)量區(qū)域而增大膜厚測(cè)量的誤差。
[0124] 吹干機(jī)構(gòu)52包括:沿第二直線方向B排布的若干出風(fēng)管520,其進(jìn)風(fēng)口與外設(shè)的供風(fēng)設(shè)備連通，其出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)出水口沿第一直線方向A與研磨帶22相對(duì)的另一側(cè)區(qū)域。在研磨過程中，利用所有出水管510吹拂待研磨片沖洗過的區(qū)域，以進(jìn)行干燥處理。所有的出風(fēng)管520可以與出水管510集成在一起，再連接至第二支撐件32,也可以架設(shè)在兩橫梁36 上。出風(fēng)管520相對(duì)于垂直于所述第二直線方向的平面由上而下為傾斜設(shè)置，其目的在于: 使出風(fēng)管520沿第二直線方向B朝向研磨區(qū)外吹風(fēng)，將清洗液、研磨液等雜質(zhì)沿第二直線方向B吹離出研磨區(qū)。進(jìn)一步地，出風(fēng)管520的軸線垂直于第一直線方向A，避免了吹風(fēng)管520 沿第一直線方向A朝向研磨機(jī)構(gòu)40或沖洗機(jī)構(gòu)51吹風(fēng)，防止清洗液等雜質(zhì)再吹拂到?jīng)_洗機(jī)構(gòu)51下方而降低沖洗效率；或防止清洗液等雜質(zhì)被吹拂到膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)60下方而增大膜厚測(cè)量的誤差。
[0125]在本實(shí)施例中，參照?qǐng)D2、圖3,在第一載片臺(tái)11和第二載片臺(tái)12上均設(shè)有導(dǎo)流槽 101，用來收集研磨過程中從載片區(qū)100流出的研磨液和清洗液。具體地，以第一載片臺(tái)11 為例，在第一載片臺(tái)11上圍繞載片區(qū)100設(shè)有導(dǎo)流槽101，導(dǎo)流槽101沿第二直線方向B設(shè)有兩相對(duì)的導(dǎo)流口 102。研磨過程中的研磨液及清洗液從載片區(qū)100流入導(dǎo)流槽101，并經(jīng)導(dǎo)流口 102導(dǎo)出，避免研磨液和清洗液飛派。而且，與出水管510的傾斜設(shè)置相對(duì)應(yīng)，出水管510朝向?qū)Я骺?102方向噴射清洗液及被沖出的研磨液，使研磨液和清洗液快速通過導(dǎo)流口 102排出。相應(yīng)地，與出風(fēng)管520的傾斜設(shè)置相對(duì)應(yīng)，出風(fēng)管520朝向?qū)Я骺?102吹風(fēng)， 清洗液等雜質(zhì)快速通過導(dǎo)流口 102排出。另外，導(dǎo)流口 102設(shè)置在第二直線方向B上，可防止研磨液和清洗液流出至載片臺(tái)的移動(dòng)路徑上。
[0126]參照?qǐng)D2,本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括:
[0127]沿第二直線方向B相對(duì)且沿第一直線方向A延伸的第一直線導(dǎo)軌71和第二直線導(dǎo)軌72,研磨區(qū)位于第一、二直線導(dǎo)軌之間，研磨機(jī)構(gòu)20、研磨清洗機(jī)構(gòu)50和膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu) 60均位于第一、二直線導(dǎo)軌之間的區(qū)域。第一載片臺(tái)11可滑動(dòng)地連接至第一直線導(dǎo)軌71， 第一載片臺(tái)11能夠沿第一直線導(dǎo)軌71往復(fù)移動(dòng)。第二載片臺(tái)12可滑動(dòng)地連接至第二直線導(dǎo)軌72,第二載片臺(tái)12能夠沿第二直線導(dǎo)軌72往復(fù)移動(dòng)。
[0128]本實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備還包括:
[0129]沿第一直線方向A相對(duì)、且沿第二直線方向B延伸的第三直線導(dǎo)軌73和第四直線導(dǎo)軌74。其中第三直線導(dǎo)軌73位于進(jìn)片口 C 一側(cè)，第四直線導(dǎo)軌74位于出片口 D —側(cè)。 第一直線導(dǎo)軌71的兩端分別通過兩滑塊70連接至第三、四直線導(dǎo)軌，第二直線導(dǎo)軌72的兩端分別通過兩滑塊70'連接至第三、四直線導(dǎo)軌。通過兩滑塊70,第一直線導(dǎo)軌71能夠在第三、四直線導(dǎo)軌上往復(fù)移動(dòng)。通過滑塊70 '，第二直線導(dǎo)軌72能夠在第三、四直線導(dǎo)軌上往復(fù)移動(dòng)。
[0130]進(jìn)一步地，化學(xué)機(jī)械研磨方法包括:
[0131]參照?qǐng)D2,控制已經(jīng)裝片的第一載片臺(tái)11在第一直線導(dǎo)軌11上沿第一直線方向 A移動(dòng)至研磨區(qū)，并在移動(dòng)過程中對(duì)待研磨片邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量，同時(shí)設(shè)置第二載片臺(tái)12處于進(jìn)片口 C的位置，使用機(jī)械手80在第二載片臺(tái)12的載片區(qū)100上裝載待研磨片 120〇
[0132]參照?qǐng)D6,待第一載片臺(tái)11上的待研磨片研磨完成后，控制第一載片臺(tái)11移動(dòng)至出片口 D，同時(shí)控制第二載片臺(tái)12在第二直線導(dǎo)軌72上沿第一直線方向A移動(dòng)至研磨區(qū)， 并在移動(dòng)過程中對(duì)其上的待研磨片進(jìn)行邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量的步驟；
[0133]參照?qǐng)D7,控制第一直線導(dǎo)軌71在第三、四直線導(dǎo)軌上沿第二直線方向B背向第二直線導(dǎo)軌72移動(dòng)，至第一載片臺(tái)11從出片口 D移出，同時(shí)繼續(xù)移動(dòng)第二載片臺(tái)12以研磨其上的待研磨片。
[0134]參照?qǐng)D8,控制第一載片臺(tái)11在第一直線導(dǎo)軌71上沿第一直線方向A的反方向 A'朝向第三直線導(dǎo)軌73移動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)移動(dòng)第二載片臺(tái)12以研磨其上的待研磨片。
[0135]參照?qǐng)D9,當(dāng)?shù)谝惠d片臺(tái)11到達(dá)第三直線導(dǎo)軌73,控制第一直線導(dǎo)軌71在第三、 四直線導(dǎo)軌上，沿第二直線方向B的反方向B'朝向第二直線導(dǎo)軌72移動(dòng)，至第一載片臺(tái) 11移進(jìn)進(jìn)片口 C，同時(shí)繼續(xù)移動(dòng)第二載片臺(tái)12以研磨其上的待研磨片；
[0136]參照?qǐng)D10,待第二載片臺(tái)12上的待研磨片研磨完成后，控制第二載片臺(tái)12移動(dòng)至出片口 D，同時(shí)控制第一載片臺(tái)11沿第一直線方向A移動(dòng)，并在移動(dòng)過程中對(duì)其上的待研磨片進(jìn)行邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量的步驟。
[0137]參照?qǐng)D11，控制第二直線導(dǎo)軌72沿方向B'移動(dòng)，至第二載片臺(tái)12從出片口 D移出，同時(shí)繼續(xù)移動(dòng)第一載片臺(tái)11以研磨其上的待研磨片。
[0138]參照?qǐng)D12,控制第二載片臺(tái)12沿方向Y朝向第三直線導(dǎo)軌73移動(dòng)同時(shí)繼續(xù)移動(dòng)第一載片臺(tái)11以研磨其上的待研磨片。
[0139]參照?qǐng)D13,控制第二直線導(dǎo)軌72沿第二直線方向B移動(dòng)，至第二載片臺(tái)12移進(jìn)進(jìn)片口 C卸片并重新裝片。
[0140]之后，重復(fù)上述步驟，交替使用第一載片臺(tái)11和第二載片臺(tái)12裝片、移動(dòng)、研磨。 通過上述方案，完成待研磨片的規(guī)模化研磨工藝。
[0141]在本實(shí)施例中，在第一、二、三、四直線導(dǎo)軌上集成有驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未示出)，驅(qū)動(dòng)裝置的輸出端與相應(yīng)的滑塊連接，利用驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的滑塊沿直線導(dǎo)軌移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)載片臺(tái)移動(dòng)。其中驅(qū)動(dòng)裝置可以是直線電機(jī)，直線電機(jī)的輸出端直接與相應(yīng)的滑塊連接。驅(qū)動(dòng)裝置還可以是旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端通過蝸桿傳動(dòng)與滑塊的輸入端連接，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩經(jīng)過蝸桿傳動(dòng)轉(zhuǎn)化為滑塊的直線運(yùn)動(dòng)。
[0142]第一載片臺(tái)11在第一直線導(dǎo)軌71上、第二載片臺(tái)12在第二直線導(dǎo)軌72上、和第一、二直線導(dǎo)軌在第三、四直線導(dǎo)軌上的可往復(fù)移動(dòng)為滾動(dòng)連接。參照?qǐng)D2，以第四直線導(dǎo)軌74為例，其上的滑塊70、7(V上安裝有若干滾輪75，該滾輪75位于第四直線導(dǎo)軌74的導(dǎo)向槽中，并能夠在導(dǎo)向槽中沿第二直線方向B往復(fù)滾動(dòng)。除滾動(dòng)移動(dòng)外，所述可往復(fù)移動(dòng)還可以是滑動(dòng)移動(dòng)。
[0143]參照?qǐng)D2、圖3，在研磨機(jī)構(gòu)20的下方設(shè)有底座24，底座24具有沿第一直線方向A相背的兩斜坡面240、241，斜坡面240朝向進(jìn)片口 C，斜坡面241朝向出片口 D。每個(gè)載片臺(tái)在研磨過程中支撐在底座24上移動(dòng)，能夠保持待研磨片在研磨過程中所受研磨壓力均勻，保證待研磨片得到均勻研磨，并在研磨完成后獲得膜厚分布均勻的研磨片。另外，載片臺(tái)所承受的研磨壓力直接傳遞至底座24，底座24用于承擔(dān)該較大研磨壓力，載片臺(tái)和與其連接的直線導(dǎo)軌在連接位置不會(huì)受到壓迫力，防止兩者在連接位置因較大壓力而斷裂。
[0144]在載片臺(tái)底部設(shè)置有滾輪105，滾輪105的軸線平行于第二直線方向B。載片臺(tái)通過滾輪105沿斜坡面240移動(dòng)至底座24上，沿斜坡面241移下底座24。并且在研磨過程中，滾輪105在底座24上滾動(dòng)，載片臺(tái)通過滾輪105滾動(dòng)支撐在底座24上移動(dòng)，滾動(dòng)摩擦的摩擦力較小，載片臺(tái)在前進(jìn)過程中受到的阻力小，可保持載片臺(tái)平穩(wěn)前進(jìn)，進(jìn)而提升研磨效率。而當(dāng)載片臺(tái)進(jìn)入研磨區(qū)之前和離開研磨區(qū)之后，滾輪105呈懸空狀態(tài)。
[0145]本實(shí)施例的滾輪105為圓柱軸承，能夠承受較大的徑向壓力，可經(jīng)受較大的研磨壓力。
[0146]雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，包括:研磨區(qū)，具有進(jìn)片口和出片口；載片臺(tái)，其上表面設(shè)有載片區(qū)，且能夠從所述進(jìn)片口沿第一直線方向朝向出片口移 動(dòng)；位于研磨區(qū)的研磨機(jī)構(gòu)，包括:沿第二直線方向延伸、且能夠沿所述第二直線方向重復(fù) 移動(dòng)的研磨件，用于研磨待研磨片，所述第二直線方向垂直于第一直線方向；研磨液注入機(jī)構(gòu)，用于向所述研磨件研磨待研磨片的區(qū)域注入研磨液；研磨清洗機(jī)構(gòu)，與所述研磨機(jī)構(gòu)沿所述第一直線方向相對(duì)設(shè)置，用于清洗研磨后的待 研磨片；膜厚測(cè)量機(jī)構(gòu)，位于所述研磨清洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨機(jī)構(gòu)相對(duì)的另一側(cè)，用 于測(cè)量清洗后的待研磨片厚度。2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨件為研磨帶。3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨件能夠沿所述第二 直線方向重復(fù)移動(dòng)包括:所述研磨件能夠沿所述第二直線方向作往復(fù)移動(dòng)。4.如權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨機(jī)構(gòu)還包括:若干帶 輪，所述研磨帶套在所有帶輪上，所述帶輪能夠帶動(dòng)研磨帶轉(zhuǎn)動(dòng)。5.如權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨液注入機(jī)構(gòu)包括:沿 所述第二直線方向排布的若干研磨液注入管；所述研磨液注入管通過噴液管對(duì)準(zhǔn)所述研磨帶用于研磨的部分。6.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，在所述研磨帶上沿周向方向 分布有若干通孔，作為研磨液的流出出口。7.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，每個(gè)所述研磨液注入管通過 連通器與所述噴液管連接；所述連通器包括:一輸入管和與所述輸入管連通的至少兩個(gè)輸出管，所述輸入管連通 研磨液注入管，每個(gè)所述輸出管連通一個(gè)噴液管。8.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括:第一支撐件和第二支 撐件；所述帶輪軸向兩端沿所述第一直線方向可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接在第一、二支撐件上，所述第二 支撐件位于研磨機(jī)構(gòu)和研磨清洗機(jī)構(gòu)之間。9.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所有研磨液注入管設(shè)于所述 第一支撐件中。10.如權(quán)利要求8所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，在所述研磨帶圍成的空間內(nèi) 固設(shè)有支架；在所述支架與所述研磨帶沿第二直線方向重復(fù)移動(dòng)的區(qū)域之間設(shè)有:壓板、分別連接 所述壓板和支架的施力件，所述施力件用于調(diào)節(jié)壓板對(duì)研磨帶施加的壓力大小。11.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述支架固設(shè)在第一支撐 件和第二支撐件上。12.如權(quán)利要求10所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括:壓力傳感器，用于 監(jiān)測(cè)所述研磨帶對(duì)待研磨片的研磨壓力。13.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨件沿所述第二直線 方向的尺寸大于等于所述載片區(qū)沿第二直線方向的最大尺寸。14.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨清洗機(jī)構(gòu)包括:沖洗機(jī)構(gòu)，用于沖洗研磨后的待研磨片；吹干機(jī)構(gòu)，位于所述沖洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨機(jī)構(gòu)相對(duì)的另一側(cè)，用于吹干沖 洗后的待研磨片。15.如權(quán)利要求14所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述沖洗機(jī)構(gòu)包括:沿所述第二直線方向排布的若干出水管，其出水口對(duì)準(zhǔn)研磨件與吹干機(jī)構(gòu)之間的區(qū)域。16.如權(quán)利要求15所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述出水管相對(duì)于垂直于 所述第二直線方向的平面為由上而下傾斜設(shè)置。17.如權(quán)利要求16所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述吹干機(jī)構(gòu)包括:沿所述 第二直線方向排布的若干出風(fēng)管，其出風(fēng)口對(duì)準(zhǔn)所述沖洗機(jī)構(gòu)沿第一直線方向與研磨件相 對(duì)的另一側(cè)區(qū)域。18.如權(quán)利要求17所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述出風(fēng)管相對(duì)于垂直于 所述第二直線方向的平面為由上而下傾斜設(shè)置。19.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，在所述載片臺(tái)上圍繞所述載 片區(qū)設(shè)有導(dǎo)流槽，用于收集和導(dǎo)出研磨過程中的研磨液及清洗液。20.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括:沿所述第二直線方 向相對(duì)、且沿所述第一直線方向延伸的第一直線導(dǎo)軌和第二直線導(dǎo)軌，所述研磨區(qū)位于第 一、二直線導(dǎo)軌之間；所述載片臺(tái)為兩個(gè)，其中一個(gè)載片臺(tái)可往復(fù)移動(dòng)地連接至第一直線導(dǎo)軌，另一個(gè)載片 臺(tái)可往復(fù)移動(dòng)地連接至第二直線導(dǎo)軌。21.如權(quán)利要求20所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，還包括:沿所述第一直線方 向相對(duì)、且沿第二直線方向延伸的第三直線導(dǎo)軌和第四直線導(dǎo)軌；在第一、二直線導(dǎo)軌中，每個(gè)直線導(dǎo)軌的兩端分別可往復(fù)移動(dòng)地連接至第三、四直線導(dǎo) 軌。22.如權(quán)利要求20所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，在所述研磨件下方設(shè)有底 座；所述載片臺(tái)在研磨過程中支撐在底座上移動(dòng)。23.如權(quán)利要求22所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，在所述載片臺(tái)的底部設(shè)置 有滾輪，所述載片臺(tái)通過滾動(dòng)的滾輪支撐在底座上移動(dòng)。24.—種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，包括:將一個(gè)待研磨片從進(jìn)片口沿第一直線方向移動(dòng)至研磨區(qū)；在所述研磨區(qū)，一邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊沿第二直線方 向?qū)λ龃心テM(jìn)行研磨，所述第一直線方向垂直于第二直線方向；一邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊對(duì)所述待研磨片研磨過的區(qū)域 進(jìn)行清洗；一邊沿所述第一直線方向繼續(xù)移動(dòng)所述待研磨片，一邊測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū) 域的厚度。25.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，利用橢偏測(cè)量方法測(cè)量待 研磨片的厚度。26.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述測(cè)量所述待研磨片清 洗過的區(qū)域的厚度包括:測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域多個(gè)部分所對(duì)應(yīng)的多個(gè)厚度值， 以獲得所述待研磨片研磨后的厚度分布均勻性。27.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述沿第二直線方向?qū)λ?述待研磨片進(jìn)行研磨包括:沿所述第二直線方向?qū)λ鲅心テM(jìn)行往復(fù)研磨。28.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，使用研磨帶對(duì)所述待研磨 片進(jìn)行研磨；在研磨過程中，所述研磨帶在帶輪的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)所述待研磨片的研磨。29.如權(quán)利要求28所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，利用沿所述第二直線方向 排布的若干研磨液注入管向研磨位置的研磨帶注入研磨液。30.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述一邊對(duì)所述待研磨片 研磨過的區(qū)域進(jìn)行清洗包括:一邊對(duì)所述待研磨片研磨過的區(qū)域進(jìn)行沖洗，還一邊對(duì)待研磨片沖洗過的區(qū)域進(jìn)行干 燥處理；測(cè)量所述待研磨片清洗過的區(qū)域的厚度為:測(cè)量待研磨片干燥處理后的區(qū)域的厚度。31.如權(quán)利要求30所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，利用沿所述第二直線方向 排布的若干出水管向所述待研磨片研磨過的區(qū)域噴射清洗液；利用沿所述第二直線方向排布的若干出風(fēng)管吹拂所述待研磨片沖洗過的區(qū)域，以進(jìn)行干燥處理。32.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，在研磨過程中，利用施力件 控制用于研磨的研磨件對(duì)待研磨片施加的壓力。33.如權(quán)利要求24所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，所述待研磨片設(shè)于載片臺(tái) 的載片區(qū)上，所述載片臺(tái)沿所述第一直線方向移動(dòng)；待所述待研磨片研磨完成后，還包括:所述載片臺(tái)從出片口沿第二直線方向移出研磨 區(qū)，之后沿所述第一直線方向的反方向朝向所述進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)，并開始下一次研磨過 程。34.如權(quán)利要求33述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，在所述研磨過程中，使裝有另 一待研磨片的另一載片臺(tái)從所述進(jìn)片口沿所述第一直線方向移動(dòng)；待所述研磨過程結(jié)束， 控制所述另一待研磨片在研磨區(qū)進(jìn)行邊研磨、邊清洗和邊測(cè)量的步驟。35.如權(quán)利要求34所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，在所述待研磨片的研磨過 程中，控制其中一載片臺(tái)在第一直線導(dǎo)軌上沿第一直線方向移動(dòng)，和在移出研磨區(qū)后沿反 方向朝向進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)；在所述另一個(gè)待研磨片研磨過程中，控制另一載片臺(tái)在第二直線導(dǎo)軌上沿第一直線方 向移動(dòng)，和在移出研磨區(qū)后沿反方向朝向進(jìn)片口所在側(cè)移動(dòng)。36.如權(quán)利要求35所述的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，在研磨完成后，控制所述第 一直線導(dǎo)軌在第三直線導(dǎo)軌和第四直線導(dǎo)軌上，沿所述第二直線方向背向所述第二直線導(dǎo) 軌移動(dòng)，至其上的載片臺(tái)移出研磨區(qū)；在另一個(gè)待研磨片研磨完成后，控制所述第二直線導(dǎo)軌在第三、四直線導(dǎo)軌上沿第二直線方向的反方向移動(dòng)，至其上的載片臺(tái)移出研磨區(qū)。
【文檔編號(hào)】B24B49/12GK105983890SQ201510051593
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月30日
【發(fā)明人】伍強(qiáng), 蔣運(yùn)濤, 楊俊
【申請(qǐng)人】中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司