[發明專利]一種實時偵測鉆石掉落的裝置及其方法、研磨機

有效

• 申請號: 201811317343.5
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109290938B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 汪康;田得暄;辛君;吳龍江;林宗賢
• 申請（專利權）人: 德淮半導體有限公司
• 主分類號: B24B37/00
• 分類號: B24B37/00;B24B37/005;B24B37/34;B24B49/12;G01D5/26
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 吳敏

本發明提供一種實時偵測鉆石掉落的裝置，其包括紫外光偵測器，所述紫外光偵測器包括紫外光發射器，其被配置為發射紫外光到拋光墊；以及光學傳感器，其被配置為在接收到掉落到拋光墊上的鉆石受到紫外光照射而發出的熒光時輸出檢測信號。本發明還提供一種包括實時偵測鉆石掉落的裝置的研磨機。本發明還提供一種實時偵測鉆石掉落的方法，包括步驟：通過紫外光發射器發射紫外光到研磨機的拋光墊上；以及通過光學傳感器進行檢測，如果有鉆石掉落到拋光墊上，所述光學傳感器在接收到掉落的鉆石受到紫外光照射而發出的熒光時輸出檢測信號。本發明能夠及時有效地偵測到鉆石掉落的情況，大大降低了晶圓缺陷風險，提高了產品良率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，尤其涉及一種實時偵測鉆石掉落的裝置及其方法，本發明還涉及一種包括實時偵測鉆石掉落的裝置的研磨機。

背景技術

拋光墊是化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)中的主要耗材之一，拋光墊的結構和表面粗糙度對CMP過程中的硅片材料去除率和表面粗糙度有很大影響。但是拋光墊經過一段時間的拋光后，表面變得光滑，因此，需要使用拋光墊修整器對拋光墊進行修整，使拋光墊達到所需的粗糙度，恢復其使用性能。

拋光墊修整器的修整盤表面嵌有許多鉆石(金剛石)顆粒，這些顆粒有助于更好地修整拋光墊表面。但是，由于制作工藝問題，嵌在修整盤上的鉆石可能會從修整盤上掉落，而鉆石顆粒質地非常堅硬，所以一旦與晶圓發生擠壓刮擦，就會對晶圓表面造成比較嚴重的破壞，形成嚴重的劃傷。

現有技術中目前無法對修整盤上的鉆石掉落進行實時偵測，所以只能在研磨工藝結束后根據晶圓缺陷類型來判斷，然而鉆石掉落對晶圓的劃傷很嚴重，并且會影響到一批晶圓的質量，大大地增加了晶圓的產品制造成本并且降低了生產效率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有技術中修整盤上的鉆石可能掉落到拋光墊上劃傷正在進行研磨的晶圓的問題。

根據本發明的第一個方面，本發明提供一種實時偵測鉆石掉落的裝置，所述裝置包括紫外光偵測器，所述紫外光偵測器固定于研磨機的拋光墊的上方，所述紫外光偵測器包括：紫外光發射器，其被配置為發射紫外光到拋光墊；以及光學傳感器，其被配置為在接收到掉落到拋光墊上的鉆石受到紫外光照射而發出的熒光時輸出檢測信號。

可選地，所述裝置還包括控制器，所述控制器被配置為接收來自所述光學傳感器的檢測信號，并控制研磨機停止研磨。

可選地，所述控制器包括：信號放大器，其被配置為接收來自光學傳感器的檢測信號并進行放大；以及信號處理器，其被配置為接收來自信號放大器的信號并將生成控制研磨機是否工作的指令。

可選地，所述裝置還包括報警單元，所述信號處理器還被配置為基于信號放大器的信號生成報警指令，并控制所述報警單元發出報警信號。

可選地，所述紫外光偵測器包括拱形保護罩，所述紫外光發射器和所述光學傳感器固定到所述拱形保護罩的內表面。

可選地，所述紫外光發射器為圓柱形紫外光發射器，其沿著所述拱形保護罩的長度方向布置在所述拱形保護罩的內表面的中間位置。

可選地，所述紫外光偵測器包括多個所述光學傳感器，所述光學傳感器位于所述紫外光發射器的兩側并布滿所述拱形保護罩的內表面。

可選地，所述紫外光偵測器包括多個紫外光發射器，其均勻布置在所述拱形保護罩的內表面，每個紫外光發射器的兩側分布有多個所述光學傳感器。

可選地，所述光學傳感器通過無線、有線方式將檢測信號傳輸給所述控制器。

根據本發明的第二個方面，本發明提供一種研磨機，其包括拋光墊以及拋光墊修整器，所述拋光墊修整器的修整盤上嵌有多個鉆石，其中所述研磨機還包括根據前述的實時偵測鉆石掉落的裝置。