阅读说明：本技术 研磨系统 (Grinding system ) 是由 夏文羽 于 2019-12-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种研磨系统,述研磨系统包括：研磨垫、监控装置及基座,所述监控装置包括：相连的检测单元及报警单元,所述检测单元设置于所述研磨垫中且与所述研磨垫的用于研磨的第一表面具有间距,在所述研磨垫中增设所述检测单元,且使得所述检测单元与所述研磨垫的第一表面保持适当间距,当处于工作状态的研磨垫出现磨损或破洞缺陷时,所述研磨系统可以通过所述检测单元及时并有效地监控到研磨垫的磨损或破洞缺陷,使得存在磨损或破洞缺陷的研磨垫能够被及时更换掉,从而避免了批量生成的产品被异常研磨的情况,提高了批量产品的良率,变相地节省了原材料以及机台资源。(The present invention provides a grinding system comprising: grinding pad, monitoring device and base, monitoring device includes: the detection unit is arranged in the grinding pad and has a distance with the first surface of the grinding pad, the detection unit is additionally arranged in the grinding pad, the detection unit and the first surface of the grinding pad keep a proper distance, when the grinding pad in a working state has a wear or hole defect, the grinding system can timely and effectively monitor the wear or hole defect of the grinding pad through the detection unit, so that the grinding pad with the wear or hole defect can be timely replaced, the condition that products generated in batches are abnormally ground is avoided, the yield of products in batches is improved, and raw materials and machine table resources are saved in a phase-changing manner.)

研磨系统

技术领域

本发明涉及半导体制造设备技术领域，特别涉及一种研磨系统。

背景技术

半导体工艺中，平坦化制程经常被采用为生产各种元件的其中一项制程，其中，化学机械研磨(CMP)工艺为平坦化制程的关键步骤之一，但是在化学机械研磨工艺中，有时会遇到由于研磨垫的质量存在问题而造成研磨垫磨平或磨损严重、研磨垫破洞等研磨垫缺陷问题，研磨垫在CMP工艺中为消耗品，若研磨垫缺陷不能被及时监控，就会导致磨平或磨损严重、破洞的研磨垫得不到及时更换，从而造成CMP工艺中的大批量产品不合格甚至需要报废。

目前监控研磨垫缺陷的方法主要有两种，一种为在线量测，通过检测产品的输出电压由低电平转变为高电平这一动作来判断研磨垫出现研磨垫磨平或磨损严重、研磨垫破洞等研磨垫缺陷问题；另一种为机台端EDP软件监控报警，但这两种监控方法都比较滞后，通过这两种手段发现问题时，研磨垫磨平或者磨损或者破洞等情况已经非常严重，从而造成批量生成的产品被过研磨或者研磨不充分，造成大批量产品不合格甚至报废，从而造成原材料以及机台资源的浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研磨系统，以解决无法及时在线监控研磨垫出现磨损或者破洞的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种研磨系统，所述研磨系统包括：研磨垫、监控装置及基座，所述监控装置包括：相连的检测单元及报警单元；所述研磨垫具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面用于研磨，所述检测单元设置于所述研磨垫中且与所述第一表面具有间距，所述第二表面与所述基座的表面贴合，所述报警单元安装在所述基座上。

可选的，在所述的研磨系统中，所述研磨垫为圆形研磨垫。

可选的，在所述的研磨系统中，所述研磨垫的所述第一表面具有多个环绕所述研磨垫的中心设置的同心圆环凸起，相邻的所述同心圆环凸起之间形成沟槽。

可选的，在所述的研磨系统中，所述检测单元沿所述研磨垫的径向铺设于所述研磨垫中，或者，所述检测单元沿以所述研磨垫的中心为中心以同心圆环的方式铺设于所述研磨垫中。

可选的，在所述的研磨系统中，所述检测单元与所述同心圆环凸起表面的间距为25mils～35mils；所述检测单元与所述沟槽表面的间距为25mils～35mils。

可选的，在所述的研磨系统中，所述检测单元包括金属线，当所述检测单元正常工作时，所述报警单元接收到来自所述检测单元反馈的第一电压信号；当所述检测单元的金属线发生断线时，所述报警单元接收到来自所述检测单元反馈的第二电压信号并发出警报。

可选的，在所述的研磨系统中，所述金属线沿所述研磨垫的径向铺设于所述研磨垫中时，所述金属线具有若干突出部，所述突出部均位于所述同心圆环凸起的下方且与所述同心圆环凸起的表面保持间距。

可选的，在所述的研磨系统中，所述金属线以同心圆环的方式铺设于所述同心圆环凸起的下方以及所述沟槽的下方，所述金属线与所述同心圆环凸起的表面及所述沟槽的表面保持相同的间距。

可选的，在所述的研磨系统中，所述同心圆环凸起的高度为10μm～20μm，所述同心圆环凸起的宽度为3mm～5mm。

可选的，在所述的研磨系统中，所述沟槽的宽度为0.5mm～1.5mm。

综上，本发明提供一种研磨系统，述研磨系统包括：研磨垫、监控装置及基座，所述监控装置包括：相连的检测单元及报警单元，所述检测单元设置于所述研磨垫中且与所述研磨垫的用于研磨的第一表面具有间距，在所述研磨垫中增设所述检测单元，且使得所述检测单元与所述研磨垫的第一表面保持适当间距，当处于工作状态的研磨垫出现磨损或破洞缺陷时，所述研磨系统可以通过所述检测单元及时并有效地监控到研磨垫的磨损或破洞缺陷，使得存在磨损或破洞缺陷的研磨垫能够被及时更换掉，从而避免了批量生成的产品被异常研磨的情况，提高了批量产品的良率，变相地节省了原材料以及机台资源。

附图说明

图1是本发明实施例的研磨系统俯视图；

图2是本发明实施例的研磨系统沿AA’方向的剖面示意图；

图3是本发明实施例的监控装置的电路示意图；

其中，附图标记说明：

110-研磨垫，111-同心圆环凸起，112-沟槽，121-检测单元，122-报警单元，130-基座。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的研磨系统作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

现有技术中，化学机械研磨工艺通常是对被固定的被研磨物体施加一压力以将其压置于研磨垫上，并使得被研磨物体和研磨垫彼此进行相对运动，通过被研磨物体和研磨垫的相对运动产生摩擦，移除部分厚度的被研磨物体，使得剩余厚度的被研磨物体的表面平坦化。但是当研磨垫出现磨平或磨损严重、破洞等问题时，会导致CMP工艺中的大批量产品(被研磨物体)产生研磨不充分或者研磨不均匀或者过研磨等问题，从而造成大批量产品不合格甚至需要报废，从而造成原材料以及机台资源的浪费，所以需要一种新的研磨系统来及时监控研磨垫磨平或磨损严重、破洞等缺陷问题。

本发明提供一种研磨系统，参考图1和图2，图1是本发明实施例的研磨系统俯视图，图2是本发明实施例的研磨系统沿AA’方向的剖面示意图，所述研磨系统包括：研磨垫110、监控装置及基座130，所述监控装置包括：相连的检测单元121及报警单元122，所述检测单元121设置于所述研磨垫110中且与所述研磨垫110的用于研磨的第一表面具有间距，与所述第一表面相背的所述研磨垫110的第二表面与所述基座130的表面贴合，所述报警单元122安装在所述基座130上。在本实施例中，如图2所示，所述第一表面为所述研磨垫110的上表面，所述第二表面为所述研磨垫110的下表面，本实施例以研磨垫110研磨晶圆为例，在所述研磨垫110中增设所述检测单元121，并且使得所述检测单元121与所述研磨垫110的第一表面保持适当间距，当处于工作状态的研磨垫出现磨损或破洞缺陷时，所述检测单元121与所述研磨垫110的第一表面之间的间距消除，导致所述检测单元121裸露出来并被磨损，从而使得所述研磨系统可以通过所述检测单元121及时并有效地监控到研磨垫110的磨损或破洞缺陷，使得存在磨损或破洞缺陷的研磨垫110能够被及时更换掉，从而避免了批量生成的产品被过研磨或者研磨不充分的情况，提高了批量产品的良率，变相地节省了原材料以及机台资源。

进一步的，所述研磨垫110为圆形研磨垫，优选的，所述研磨垫110的第一表面具有多个环绕所述研磨垫的中心设置的同心圆环凸起111，即所述同心圆环凸起111在所述研磨垫110上按不同半径周向设置。相邻的所述同心圆环凸起111之间形成沟槽112。所述研磨垫110可在所述基座130的带动下旋转，具有同心圆环凸起111的所述研磨垫110在旋转时与所述晶圆摩擦，使得晶圆的整个表面受力均匀，从而使得晶圆的表面被研磨地更平坦和更均匀。

进一步的，所述检测单元121沿所述研磨垫110的径向铺设于所述研磨垫110中。此外，所述检测单元121在所述研磨垫110中还可以有另一种铺设方法，所述检测单元121沿以所述研磨垫110的中心为中心以同心圆环的方式铺设于所述研磨垫100中。当所述检测单元121正常工作时，所述报警单元122接收到来自所述检测单元121反馈的第一电压信号；当所述检测单元121的金属线发生断线时，所述报警单元122接收到来自所述检测单元121反馈的第二电压信号并发出警报。

优选的，所述检测单元121包括但不限于金属线，所述金属线仅需要保证是一根串联的导线，适合铺设于所述研磨垫110中并且保证在未断线时能够通电即可。所述检测单元121的金属线可以只铺设在所述研磨垫110的一条直径上，也可以铺设在所述研磨垫110的多条直径上，铺设在所述研磨垫110的多条直径上时需要满足铺设于所述研磨垫110中的所有不同直径上的金属线是一串联的导线这一条件。

进一步的，当所述金属线沿所述研磨垫110的径向铺设于所述研磨垫110中时，所述金属线具有若干突出部，所述突出部均位于所述同心圆环凸起111的下方且与所述同心圆环凸起111的表面保持间距；当所述金属线沿以所述研磨垫110的中心为中心以同心圆环的方式铺设于所述研磨垫110中时，所述金属线以同心圆环的方式铺设于所述同心圆环凸起111的下方以及所述沟槽112的下方，所述金属线与所述同心圆环凸起111的表面及所述沟槽112的表面保持相同的间距。其中，所述检测单元121与所述同心圆环凸起111的表面及侧壁的间距均为25mils～35mils；所述检测单元121与所述沟槽112表面的间距为25mils～35mils。所述同心圆环凸起111的高度为10μm～20μm，即所述沟槽112的深度为10μm～20μm，所述同心圆环凸起111的宽度为3mm～5mm，所述沟槽112的宽度为0.5mm～1.5mm。所述检测单元121与所述同心圆环凸起111及所述沟槽112均保持适当间距，即所述检测单元121与所述研磨垫110的第一表面保持适当间距，当处于工作状态的研磨垫110用于研磨的第一表面出现磨平、磨损或破洞缺陷时，所述研磨垫110中的检测单元121会裸露出来并且在研磨的过程中断线，所述研磨系统可以通过所述检测单元121的断线及时并有效地监控到所述研磨垫110的磨损或破洞缺陷，使得存在磨损或破洞缺陷的研磨垫110能够被及时更换掉，从而避免了批量生成的产品被过研磨或者研磨不充分的情况，提高了批量产品的良率，变相地节省了原材料以及机台资源。

本实施例以所述检测单元121沿所述研磨垫110的径向铺设为例，参考图3，图3是本发明实施例的监控装置的电路示意图，所述报警单元122包括一可控硅(SCR)和一报警灯(L)，可控硅(SCR)和报警灯(L)串联；所述检测单元121包括金属线。其中，所述金属线正常工作(未发生断线)时，A点的电压始终为低电平，即可控硅(SCR)的控制端始终接低电平(第一电压信号)，所以可控硅(SCR)始终处于关断状态，所以同一支路的报警灯(L)不动作；当所述金属线发生断线时，A点的电压由第一电压信号(低电平)转变为第二电压信号(高电平)，即可控硅(SCR)的控制端由低电平转变成接高电平，可控硅(SCR)导通，同一支路的报警灯(L)通路，并且报警灯(L)发出警报以提示工作人员所述研磨垫110出现磨平、磨损或破洞故障，工作人员可以做出相应动作给该研磨系统相应地断电使其停止工作。本发明中，在所述研磨垫110中增设所述检测单元121，当处于工作状态的研磨垫110出现磨损或破洞缺陷并导致所述检测单元121断线时，可以通过所述监控装置及时地发出警报并给研磨机台断电，避免了批量生成的产品被异常研磨的情况，提高了批量产品的良率，提高了研磨机台的工作效率。

综上，本发明提供一种研磨系统，述研磨系统包括：研磨垫、监控装置及基座，所述监控装置包括：相连的检测单元及报警单元，所述检测单元设置于所述研磨垫中且与所述研磨垫的用于研磨的第一表面具有间距，在所述研磨垫中增设所述检测单元，且使得所述检测单元与所述研磨垫的第一表面保持适当间距，当处于工作状态的研磨垫出现磨损或破洞缺陷时，所述研磨系统可以通过所述检测单元及时并有效地监控到研磨垫的磨损或破洞缺陷，使得存在磨损或破洞缺陷的研磨垫能够被及时更换掉，从而避免了批量生成的产品被过研磨或者研磨不充分的情况，提高了批量产品的良率，变相地节省了原材料以及机台资源。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。