硬抛光垫检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路技术领域，特别是涉及一种硬抛光垫检测装置。


背景技术：

2.随着集成电路制造工艺进一步提升至纳米级，化学机械平坦化(英文全称chemical mechanical planarization，简称cmp)工艺成为现代集成电路制造中不可或缺的关键工艺步骤。抛光垫是cmp工艺中最为关键的耗材之一，晶圆正面将直接接触抛光垫进行平坦化抛光。抛光垫的作用主要是帮助抛光液的均匀分布，以及和晶圆表面产生机械力，摩擦去除晶圆表面的多余材料层，从而达到晶圆表面平坦化的目的。
3.抛光垫有硬垫和软垫之分，硬垫主要是由聚氨酯、摩卡以及微球经聚合和高温硫化而成。考量抛光垫质量好坏的参数主要有硬度、密度以及压缩率等。将上述三种材料聚合混料时，如果混合不均，将直接导致密度、硬度不对，硫化后可能在抛光垫表面产生缺陷性条纹。任何上述抛光垫参数的漂移或不达标都可能直接导致晶圆平坦化过程中产生晶圆表面不均一和/或刮伤等问题，直接影响晶圆生产的良率。因此，抛光垫制备过程中必须保证抛光垫参数的稳定。
4.现有检测硬抛光垫密度的方法都是采用密度计测量。通过破坏性的剪取抛光垫上一小块(通常是1～5厘米的正方形小块)，放入密度计中进行测量。这种方法具有破坏性，剪掉的抛光垫将直接报废。且这种方法只能测得抛光垫的局部密度值，其检测结果不能代表整个抛光垫密度均一。
5.抛光垫如果密度不均，可能在抛光垫表面产生色泽不一的条纹。现有方法中普遍采用手电筒逐一照射以观察抛光垫表面是否有条纹。这种手动检测方法不仅效率低下，而且难免存在漏检，比如因工作人员疏忽导致某些条纹缺陷没被观察到。


技术实现要素：

6.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种硬抛光垫检测装置，用于解决现有技术中检测抛光垫密度是否均一和是否存在条纹缺陷的方法只能对抛光垫进行局部密度检测，无法判断抛光垫密度是否均一，且检测过程是破坏性的，而依靠手电筒逐一照射检测条纹缺陷的方法不仅检测效率低下，且存在漏检风险等问题。
7.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种硬抛光垫检测装置，包括支架、检测光源及电源开关，所述支架上设置有用于放置待检测的硬抛光垫的透明台面，所述检测光源平行设置于所述透明台面背离待检测的硬抛光垫的一端，所述电源开关与所述检测光源电连接。
8.可选地，所述检测光源包括多个led灯带，多个led灯带平行间隔设置。
9.可选地，所述支架包括不锈钢支架。
10.可选地，所述透明台面包括钢化玻璃台面。
11.可选地，所述钢化玻璃台面的厚度为5mm。
12.可选地，所述支架的前后两端具有高度差，使得所述透明台面为倾斜面。
13.可选地，所述透明台面的底端设置有用于防止待检测的硬抛光垫滑落的长方块，长方块的长度与透明台面底端同宽，且长方块突出于透明台面的表面。
14.可选地，所述支架的底部设置有收纳柜。
15.可选地，所述支架上设置有容纳所述检测光源的箱体，所述透明台面设置于所述箱体表面并将所述箱体密封，连接所述检测光源的电源线经所述箱体上的穿线孔与位于箱体外部的电源开关电连接。
16.更可选地，所述箱体上设置有可开合的检修盖板。
17.如上所述，本实用新型的硬抛光垫检测装置，具有以下有益效果：本实用新型提供的检测装置结构简单，使用方便，可以快速有效地检测出硬抛光垫整体密度是否均一和/或表面是否存在条纹色差的缺陷，可以极大提高检测效率和准确性。同时，相较于现有技术的密度计量测，本装置对抛光垫不具破坏性，不需要报废检测品，可以极大降低检测成本。
附图说明
18.图1显示为本实用新型提供的硬抛光垫检测装置的主视图。
19.图2和图3显示为图1自不同方向上的侧视图。
20.元件标号说明
21.11
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支架
22.111
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收纳柜
23.112
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箱体
24.113
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穿线孔
25.114
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检修盖板
26.12
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检测光源
27.13
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电源开关
28.14
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透明台面
29.15
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长方块
具体实施方式
30.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
31.为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也
可以存在一个或多个介于其间的层。
32.在本技术的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
33.需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。
34.请参阅图1至图3。
35.如图1至图3所示，本实用新型提供一种硬抛光垫检测装置，包括支架11、检测光源12及电源开关13，所述支架11上设置有用于放置待检测的硬抛光垫的透明台面14，所述透明台面14为平坦表面，以与待检测的硬抛光垫最大程度地紧密贴置，所述检测光源12平行设置于所述透明台面14背离待检测的硬抛光垫的一端，即检测光源12是平行于透明台面14设置的，且可贴置透明台面14放置(也可以和透明台面14略有间隙)，这使得检测光源12发出的光线将透过透明台面14而垂直照射到位于透明台面14上的硬抛光垫上，可以使检测效果最佳；所述电源开关13与所述检测光源12电连接，所述电源开关13可以为按钮式开关或触碰式开关，通过所述电源开关13控制所述检测光源12的通断。本实用新型提供的硬抛光垫检测装置的例示性使用方法为，将待检测的硬抛光垫，例如将一聚氨酯抛光垫平铺于所述透明台面14上，打开所述电源开关13以开启所述检测光源12，所述检测光源12发出的光穿过所述透明台面14而垂直照射于待检测的抛光垫表面，通过观察(可以通过肉眼观察或通过仪器观察，后续将进一步说明)抛光垫表面的光强情况以判断抛光垫的密度是否均一以及是否存在条纹分布。因为如果抛光垫密度均一且不存在条纹缺陷，那抛光垫各点的透光能力是相同的，检测光源透光面将不会有任何的灯光强度差。反之，如果抛光垫上任意一点与抛光垫整体面反射的光源存在色差，则意味着抛光垫存在密度不均和/或缺陷条纹，而这两种情况都属于品质缺陷，因而存在着这两种问题中的任何一种的产品都可以判定为不良品。本实用新型提供的检测装置结构简单，使用方便，可以快速有效地检测出硬抛光垫整体密度是否均一和/或表面是否存在条纹色差的缺陷，可以极大提高检测效率和准确性。同时，相较于现有技术的密度计量测，采用本装置进行检测时，无需损坏抛光垫，即对抛光垫不具破坏性，不需要报废检测品，可以极大降低检测成本。
36.为避免产生检测盲区，所述检测光源12的光照范围需覆盖整个抛光垫。检测光源12的类型可以根据需要选择，但在一较佳的示例中，所述检测光源12包括多个led灯带，多个led灯带平行设置且相互之间可以具有间距。led光源具有节能、炫光小、发光稳定、使用寿命长和无辐射等优点，因此选择led光源可以提高装置的使用寿命和降低检测成本。同时，将检测光源12设置为多个led灯带，可以根据待检测的抛光垫的尺寸更换不同长度的灯带，并在其中部分灯带发生故障时可以及时进行更换，可以提高检测灵活性和装置使用寿命。
37.所述支架11需具有一定的支撑强度，较佳地为金属架，优选不锈钢支架11但不仅限于此。不锈钢具有耐腐蚀、易于加工成型等优点，可以根据需要灵活定制。所述支架11的高度、透明台面14的尺寸等参数可以根据需要而定，例如在一示例中，所述支架11的最大高
度(也即所述透明台面14的顶端的高度，可参考图3的标示)为1.45m，或者支架11上还可以设置升降调节装置，以根据检测需要灵活调整支架11高度。在一较佳示例中，所述支架11底部可以设置多个滑轮，滑轮上可以进一步设置制动片，因而可以根据检测需要灵活更换检测装置的位置。
38.所述透明台面14一方面用于承载待检测的抛光垫，要求其具有一定的硬度，不易变形，另一方面要求其具有良好的透光性能，以减少光损耗，提高检测效率，理论上市面上具有一定硬度的透明材质，例如普通玻璃和硬质的透明塑料都可以。但在一较佳的示例中，所述透明台面14优选钢化玻璃台面。钢化玻璃台面具有良好的透光性，且硬度高、具有良好的表面平坦度，同时还具有耐磨损，易清洁等优点，因而可以确保抛光垫与钢化玻璃台面紧密贴置，减少污染，提高检测良率。当选择钢化玻璃台面时，其厚度较佳地为5mm，这个厚度足以确保其支撑强度，又可以使其具有较好的透光性。透明台面表面可以设置较薄的滤光层以过滤杂散光线。
39.所述透明台面14可以呈水平放置，这样的优点是抛光垫易于放置，缺点是肉眼检测时，长期的垂直朝下观察容易疲劳。而在另一示例中，所述支架11的前后两端具有高度差，使得所述透明台面14为倾斜面，例如所述透明台面14呈45
°
倾斜(倾斜角度优选在30
°‑
60
°
)，这样肉眼观察时可以保持平视。当所述透明台面14为倾斜面时，所述透明台面14的底端可以进一步设置有用于防止待检测的硬抛光垫滑落的长方块15，长方块15的长度与透明台面14底端同宽，且长方块15具有一定的厚度，因而突出于透明台面14的表面，长方块15可以为橡胶块或其他材质。在其他示例中，所述支架11可以设置角度调节机构，使得工作人员可以根据个人习惯调整透明台面的倾斜度。
40.在一示例中，参考图1所示，所述支架11的底部设置有收纳柜111，该收纳柜111位于透明台面14下方，可以收纳常用物品。且支架11上可以进一步设置不透光的顶盖(未示出)，该顶盖罩设在透明台面14的顶部和周向而仅留出观察窗口，以尽量避免外界光线干扰。
41.所述检测光源12可以暴露于大气环境中，即其周围可以没有任何遮挡。而在一较优的示例中，所述支架11上设置有容纳所述检测光源12的箱体112，所述透明台面14设置于所述箱体112表面并将所述箱体112密封，所述箱体112的周向及底面优选是不透光的，例如箱体112为顶面开口的不锈钢箱体112，而透明台面14设置于箱体112的顶部开口上，使得检测光源12发出的光只能通过透明台面14向外射出，以最大程度减少光损失，提高检测效率和准确性。同时，将检测光源12设置于该封闭箱体112内，可以避免检测光源12被外界环境中的水汽粉尘等杂质污染，有助于延长检测光源12的使用寿命，在设置有箱体112的情况下，连接所述检测光源12的电源线经所述箱体112上的穿线孔113与位于箱体112外部的电源开关13电连接。箱体112与支架11可以为活动连接，这样便于组装拆卸。且所述箱体112上可以进一步设置可开合的检修盖板114，检修盖板114可以设置于箱体背面(检测面的背面)，因而在需要时打开所述检修盖板114，可以更换检测光源12或对检测光源12表面和/或透明台面14进行清洁。当然，在没有设置所述箱体112而使得检测光源12处于开放环境的情况下，可以将整个检测装置至于检测室中，尤其是置于类似无尘室的检测空间内，且尽量确保检测空间处于暗场环境以避免外界光线干扰。
42.如前所述，采用本实用新型的检测装置检测硬抛光垫的密度是否均一和/或是否
存在条纹缺陷时，可以依靠人工肉眼检查，这样的优点是装置整体结构非常简单，缺点是肉眼检测效率不高(但相比传统的依靠手电筒逐一照射检测的方式，检测效率已经大大提高)。故而在另外的示例中，还可以设置光强检测模块，例如照度仪(未示出)，所述光强检测模块设置于透明台面14的正上方且朝向待检测的硬抛光垫，通过光强检测模块检测到的光强可以判断抛光垫是否存在不良。照度仪可以以逐一扫描的方式检测抛光垫表面的出射光强，也可以选择合适规格的照度仪，使得其检测范围可以覆盖整个抛光垫。通过设置光强检测模块，可以极大提高检测准确性和效率。在设置有光强检测模块的情况下，可以进一步设置与光强检测模块相连接的报警模块，以在光强检测模块检测到抛光垫表面任意两点的出射光强差异太大时发出报警信息。
43.综上所述，本实用新型提供一种硬抛光垫检测装置，包括支架、检测光源及电源开关，所述支架上设置有用于放置待检测的硬抛光垫的透明台面，所述检测光源平行设置于所述透明台面背离待检测的硬抛光垫的一端，所述电源开关与所述检测光源电连接。本实用新型提供的检测装置结构简单，使用方便，可以快速有效地检测出抛光垫整体密度是否均一和/或表面是否存在条纹色差的缺陷，可以极大提高检测效率和准确性。同时，相较于现有技术的密度计量测，本装置对抛光垫不具破坏性，不需要报废检测品，可以极大降低检测成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
44.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。