研磨墊以及研磨裝置的製作方法
2023-05-29 09:52:31 1
專利名稱：研磨墊以及研磨裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種研磨墊，特別是涉及一種具有壓力傳感器的研 磨墊及其研磨裝置。
背景技術：
大部分的電子晶片是通過層化不同材料而形成，例如半導體晶片(矽) 即是層化材料的其中之一，當每一個新的材料層被加上時，常需要使研 磨或輾磨的步驟才去除多餘的層材料，以使此晶片平坦化，或是達成其
它的目的，而此種研磨的過程常被稱為化學機械研磨平坦化(Chemical Mechanical Polishing, CMP)。由於晶片是由各種不同的薄型材料層所 形成，因此必須經過多次的CMP研磨步驟，才能將材料層由晶片的表面 均勻去除。
然而，隨著晶片製造技術的精進，晶片上所布設的導線相當細微， 線寬也相對的愈來愈微小，故執行研磨作業時，研磨機臺所施加的壓力 僅為1PSI 2PSI，因此研磨機臺所施壓的壓力誤差容忍度也降的非常的 低，故確保晶片於研磨作業進行時，研磨機臺所施予的壓力大小設定， 對於研磨作業而言己是非常重要的議題。此外由於機臺與待研磨工件之 間會夾持一層研磨墊，因此通常機臺所設定施加的壓力與實際上工件所 受的壓力往往會產生落差，這種落差往往也會間接造成研磨上的損壞。
實用新型內容
為解決現有技術的問題，本實用新型的主要目的在於提供一種具有 壓力傳感器的研磨墊，可監控研磨時的壓力大小與分布狀況。
本實用新型的又一目的在於提供一種具有壓力傳感器的研磨墊，可 避免過度的研磨造成工件磨壞，以提高研磨的品質與良率。
本實用新型的再一目的在於提供一種具有壓力傳感器的研磨墊，具有較佳的信號傳遞方式，可適時傳遞壓力信號。
依據上述的目的，本實用新型提供一種具有壓力傳感器的研磨墊。 此研磨墊用於半導體或其它工件的研磨製程，其包含一基材、至少一壓 力傳感器以及至少一信號傳遞模塊，此基材包含一研磨麵、 一相對的底 面以及至少一凹槽，且凹槽設於基材的底面，而壓力傳感器則設於凹槽 中，用以提供一壓力信號，信號傳遞模塊則是設於研磨墊，用以傳遞壓 力信號，其中此壓力信號即為研磨墊一預先設定範圍所受的壓力值的大 小以及分布狀況，由此可監控研磨時機臺所施加的壓力，避免過度的研 磨造成工件磨壞，以提高研磨的品質與良率。
本實用新型提供一種研磨裝置，用以研磨一工件以及承載一研磨墊， 其中該研磨墊包含一基材，其包含一研磨麵、 一相對的底面以及至少一 凹槽設於該底面，其特徵在於，該研磨墊具有至少一壓力傳感器以及至 少一第一信號傳遞模塊，該壓力傳感器設於該凹槽中，用以提供一壓力 信號，以及該第一信號傳遞模塊，設置於該研磨墊，用以傳遞該壓力信 號；該研磨裝置包含
一第一平臺，用以承載該研磨墊，並與該研磨墊的底面連接；
一驅動裝置，用以帶動該第一平臺轉動；
一第二平臺，用以承載該工件；
一施壓裝置，使得該第一平臺上的研磨墊與第二平臺上的工件之間 具有一特定壓力；
至少一信號接收模塊，用以接收該研磨墊提供的壓力信號；以及 一顯示裝置，用以顯示該壓力信號。
有鑑於此，本實用新型提供一種具有壓力傳感器的研磨墊及其研磨 裝置，其中此壓力傳感器具有較佳的設置方式，可確保傳感器不會受化 學研磨液幹擾與侵蝕，且由壓力傳感器直接監測研磨機臺所施予工件的 壓力，並以主動或被動的方式傳回壓力值的信號，可避免機臺施予過大 的壓力值或壓力分布不均的現象發生，可大幅提高研磨工件的良率，乃 針對先前技術加以改良。
5圖1至圖6是本實用新型研磨墊的一實施例示意圖。 圖7是本實用新型研磨裝置的一實施例示意圖。主要元件符號說明
2研磨墊4研磨裝置
21基材41第一平臺
211研磨麵411驅動裝置
212底面42第二平臺
213凹槽43施壓裝置
3壓力傳感器44信號接收模塊
31印刷電路板(PCB)441無線信號接收器
311電路45顯示裝置
32導線46黏膠
33供電電池47警示裝置
34無線信號發射器5工件
具體實施方式
由於本實用新型揭露一種具有傳感器的研磨墊裝置，其中所利用到 的一些傳感器或研磨墊的詳細製造或處理過程，利用現有技術來達成， 故在下述說明中，並不作完整描述。而且下述內文中的圖式，亦並未依 據實際的相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本實用新型特徵有關的 示意圖。
圖1是本實用新型研磨墊的一較佳實施例示意圖，研磨墊2用於半 導體或其它工件的研磨製程，其包含至少一基材21、至少一壓力傳感器 3以及至少一信號傳遞模塊(未示於圖中)。此基材21包含一研磨麵211、 一相對的底面212以及至少一凹槽213，且凹槽213設於基材21的底面 212，而壓力傳感器3則設於凹槽213中，用以提供一壓力信號，信號傳 遞模塊則設於研磨墊2，用以傳遞壓力信號，其中此壓力信號即為研磨墊 2 —預先設定範圍所受的壓力值的大小以及分布狀況，由此可監控研磨時 機臺所施加的壓力，避免過度的研磨造成工件磨壞，以提高研磨的品質 與良率。此外，如圖2所示，研磨墊2包含兩層以上的基材21，其中壓
6力傳感器3夾設於基材21與基材21之間以形成一複合型的研磨墊。
圖3是本實用新型信號傳遞模塊的一較佳實施例示意圖，其中此信 號傳遞模塊包含一印刷電路板(PCB)31，並連接一電路311作為供電來源， 以主動傳遞信號。
圖4是本實用新型信號傳遞模塊的另一較佳實施例示意圖，其中此 信號傳遞模塊包含至少一導線32，此導線可作為供電來源並主動傳遞信 號。
圖5是本實用新型信號傳遞模塊的又一較佳實施例示意圖，其中此 信號傳遞模塊包含至少一供電電池33，其中此供電電池33可為鈕扣電池、 水銀電池、乾電池、鹼性電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、二次 鋰電池、鋰離子電池、高分子鋰電池、燃料電池及太陽能電池等，此供 電電池33即為主動式傳遞信號的電源。
圖6是本實用新型信號傳遞模塊的再一較佳實施例示意圖，其中此 信號傳遞模塊包含至少一無線信號發射器34，此無線信號發射器34為被 動式的信號傳遞方式。
本實用新型另提供一信號傳遞模塊的再一較佳實施例，其中壓力傳 感器3與信號傳遞模塊為一整體(未示於圖中)，其包含一晶片、 一控制 器、 一無線信號發射器與至少一電源裝置，其中無線信號發射器的頻段 大約為100MHZ 3GHZ，而電源裝置可為一震動發電裝置、 一外部磁場發 電裝置，或者亦可為鈕扣電池、水銀電池、乾電池、鹼性電池、鉛酸電 池、鎳鎘電池、鎳氫電池、二次鋰電池、鋰離子電池、高分子鋰電池、 燃料電池及太陽能電池等，此種方式即為被動式的信號傳遞方式。
圖7是本實用新型研磨裝置的一較佳實施例示意圖，其中研磨裝置4 用以研磨一工件5以及承載一研磨墊2，此研磨墊2包含至少一基材21、 至少一壓力傳感器3以及至少第一信號傳遞模塊(未示於圖中)，其中， 基材21包含一研磨麵211、 一相對的底面212以及至少一凹槽213，且 凹槽213設於基材21的底面212，而壓力傳感器3則設於凹槽213中， 用以提供一壓力信號，此第一信號傳遞模塊則設於研磨墊2，用以傳遞壓 力傳感器3所發出的壓力信號，其中此壓力信號即為研磨墊2 —預先設 定範圍所受的壓力值的大小以及分布狀況，當壓力信號在一預先設定範圍之外時，可由一警示裝置47發出警示信號，此時研磨裝置4會自動停 止。
其中，研磨裝置4包含一第一平臺41、 一第二平臺42、 一驅動裝置 411、 一施壓裝置43、至少一信號接收模塊44以及一顯示裝置45。此第 一平臺41用以承載研磨墊2，並與研磨墊2的底面212連接，其連接的 方式是利用黏膠46將研磨墊2接合併固定於第一平臺41上，且此種黏 膠46可為一種感壓膠，驅動裝置411則用以帶動該第一平臺41轉動， 此第二平臺42用以承載工件5，施壓裝置43可使得第一平臺上41的研 磨墊2與第二平臺42上的工件5之間具有一特定壓力，信號接收模塊44 用以接收研磨墊2提供的壓力信號，此信號接收模塊44可為一無線信號 接收器441，顯示裝置45則用以顯示此種壓力信號。
承上所述，另可包含一第二信號傳遞模塊用以連接於研磨墊2的第 一信號傳遞模塊以及研磨裝置4的信號接收模塊44之間，而此第二信號 傳遞模塊可為一印刷電路板(PCB)31、導線32或連接器，且此第二信號 傳遞模塊設於第一平臺41上與研磨墊2連接的表面。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而己，並非用以限定本實用 新型的權利要求；同時以上的描述，對於熟知本技術領域的專門人士應 可明了及實施，因此其它未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等 效改變或修飾，均應包含在下述的權利要求範圍中。
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權利要求1. 一種研磨墊，用於半導體或其它工件的研磨製程，該研磨墊包含至少一基材，其包含一研磨麵、一相對的底面以及至少一凹槽設於該底面，其特徵在於，該研磨墊具有至少一壓力傳感器以及至少一信號傳遞模塊，該壓力傳感器設於該凹槽中，用以提供一壓力信號，該信號傳遞模塊設置於該研磨墊，用以傳遞該壓力信號。
2. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該壓力傳感器提供的壓力信號包含該研磨墊一預先設定範圍所受的壓力值的大小。
3. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該壓力傳感器提供的 壓力信號包含該研磨墊一預先設定範圍所受的壓力值的分布狀況。
4. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該信號傳遞模塊包含 一印刷電路板。
5. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該信號傳遞模塊包含 至少一導線。
6. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該信號傳遞模塊包含 至少一供電電池。
7. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該信號傳遞模塊包含 一無線信號發射器。
8. 如權利要求1所述的研磨墊，其特徵在於，該研磨墊包含兩層以 上的基材，其中該壓力傳感器夾設於所述基材之間。
9. 一種研磨裝置，用以研磨一工件以及承載一研磨墊，其中該研磨 墊包含一基材，其包含一研磨麵、 一相對的底面以及至少一凹槽設於該 底面，其特徵在於，該研磨墊具有至少一壓力傳感器以及至少一第一信 號傳遞模塊，該壓力傳感器設於該凹槽中，用以提供一壓力信號，以及 該第一信號傳遞模塊，設置於該研磨墊，用以傳遞該壓力信號；該研磨 裝置包含一第一平臺，用以承載該研磨墊，並與該研磨墊的底面連接； 一驅動裝置，用以帶動該第一平臺轉動； 一第二平臺，用以承載該工件；一施壓裝置，使得該第一平臺上的研磨墊與第二平臺上的工件之間具有一特定壓力；至少一信號接收模塊，用以接收該研磨墊提供的壓力信號；以及 一顯示裝置，用以顯示該壓力信號。
10. 如權利要求9所述的研磨裝置，其特徵在於，另包含一警示裝 置，當該壓力信號在一預先設定範圍之外時，發出警示信號。
11. 如權利要求9所述的研磨裝置，其特徵在於，另包含一第二信號傳遞模塊用以連接於該研磨墊的第一信號傳遞模塊以及該研磨裝置的信 號接收模塊之間。
12. 如權利要求11所述的研磨裝置，其特徵在於，該第二信號傳遞模塊包含一印刷電路板、導線或連接器。
13. 如權利要求11所述的研磨裝置，其特徵在於，該第二信號傳遞 模塊設於該第一平臺上與該研磨墊連接的表面。
14. 如權利要求9所述的研磨裝置，其特徵在於，該信號接收模塊包 含一無線信號接收器。
專利摘要本實用新型提供一種研磨墊，特別是涉及一種具有壓力傳感器的研磨墊及其研磨裝置。此研磨墊用於半導體或其它工件的研磨製程，其包含至少一基材、至少一壓力傳感器以及至少一信號傳遞模塊，此基材包含一研磨麵、一相對的底面以及至少一凹槽，且凹槽設於基材的底面，而壓力傳感器則設於凹槽中，用以提供一壓力信號，信號傳遞模塊則設於研磨墊，用以傳遞壓力信號，其中此壓力信號即為研磨墊一預先設定範圍所受的壓力值的大小以及分布狀況，由此可監控研磨時機臺所施加的壓力，避免過度或是施力不平均的研磨造成工件磨壞，以提高研磨的品質與良率。
文檔編號B24B37/04GK201261164SQ200820130860
公開日2009年6月24日 申請日期2008年7月28日 優先權日2008年7月28日
發明者邱漢郎, 鄭裕隆, 陳少禹 申請人:貝達先進材料股份有限公司