专利名称：化学机械研磨机之载具膜的预防保养方法及实施该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化学机械研磨机的载具膜的预防保养方法，特别是指一种可大幅提高效率且可简化程序的预防保养方法，以及实施该方法的装置。
近年来，化学机械研磨(CMP，chemical mechanical polishing)已成为全球主要集成电路公司的光整加工厂关键技术。
图1为一化学机械研磨机的示意图，包括一研磨主轴1、设置于研磨主轴1上的研磨载具(top ring)4、一研磨剂分布系统3、一承载平台2、设置于承载平台2上的研磨垫5，晶圆6由研磨载具4支持。
图2a、2b为研磨载具的示意图，其中图2a表示与图1中的研磨主轴1连接的一面，研磨载具4主要由一本体41、一导环42以及一上盖43所组成，其中上盖43与本体41之间形成一密闭空间，借由上盖43的接头431与抽气系统(未图示)连接，使研磨载具4上之抽气孔411(参考图3f、3g)具有吸着晶圆的吸力。本体41与上盖43间借由数个螺丝44相互连接，本体41与导环42间则借由数个螺丝45相互连接。图2b表示与图1中的研磨垫5接触的一面，且在图中导环42已被拆下。在此面上，粘贴有一载具膜(backing film)7，在图中所示的载具膜7尚未被打孔。另外，图2c表示一在粘贴于研磨载具4前的载具膜7，其具有一粘贴面71，此粘贴面71在未使用前由一纸片72覆盖。
以下参考图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g和3h说明公知载具膜更换过程。首先，将研磨载具4从如图1所示的研磨主轴1上拆下，如图3a所示。接着，将导环42以及上盖43分别从本体41拆下后，将使用过的载具膜撕下，且将如图2c所示的新载具膜7放置于研磨载具4将与研磨垫5接触的一面上，如图3b所示。然后，操作人员将载具膜7与研磨载具4的表面对齐，并将小部分纸片72与载具膜7的粘贴面71分离，如图3c所示，图3d表示载具膜7粘贴于研磨载具4的过程，接着利用滚筒8将载具膜7完全平贴于研磨载具4上，如图3e所示。
在将载具膜7粘贴于研磨载具4后，即开始载具膜7钻孔过程，参考图3f、3g、3h，操作人员利用钻头9穿过抽气孔411以在载具膜7的相对位置上钻孔。接着，将研磨载具4上下颠倒，再利用钻头9穿过已被钻出的孔，以使孔洞更为平顺。重复图3f、3g、3h的步骤，直到所有对应于抽气孔的孔洞均被钻出。当钻孔步骤完成后，在将导环42和上盖43安装于本体上，并将研磨载具4整体安装于研磨主轴1上，即完成此更换步骤。
然而，上述公知载具膜更换步骤具有下列缺点1、钻孔过程不仅困难且费工时，同时容易产生毛边，进而造成预防性保养PM(preventive maintenance)质量不稳，效率不高，研磨载具的PM及QC(quality control)之停机时间长，而延误生产。
2、上述的毛边极可能引起吹片失误，严重时造成晶圆研磨不良甚至破损及停机。
鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种化学机械研磨机的载具膜的预防保养方法以及实施该方法的预防保养装置，即可大幅提高效率且可简化程序。
在本发明中，预防保养方法是利用激光加工方法在载具膜上预先打孔，而可避免公知载具膜需在研磨载具上手工钻孔的限制。另外，预防保养装置中包含一对孔板，可迅速检查载具膜上的钻孔是否与抽气孔对齐，以大幅缩减因预防保养而导致化学机械研磨机停机的时间。
本发明所提供一种化学机械研磨机之载具膜的预防保养方法，其步骤如下首先，将研磨载具从研磨主轴上拆下，其次，在将导环从研磨载具拆下并去除原有的载具膜后，对研磨载具进行清洁处理。接着，将新的载具膜与对孔板对准，且使每一固定销穿过孔洞。之后，将载具膜与对孔板一起放置在研磨载具上，且使每一固定销依序穿过对应的孔洞、抽气孔。然后，将载具膜粘贴在研磨载具上，且将对孔板移除。最后将导环安装至研磨载具后，且将研磨载具安装至研磨主轴上即完成预防保养。
在本发明中，孔洞的孔径比抽气孔的孔径大；其中抽气孔的孔径为0.8mm，且孔洞的孔径在0.8mm至1.2mm之间。
在本发明中，固定销的前端为双层构造，以分别与孔洞之孔径以及抽气孔之孔径配合。
在本发明中，提供一种用于实施一种化学机械研磨机之载具膜的预防保养方法的装置，包括具有与抽气孔对应的数个第一销孔的对孔板，且在每一第一销孔上设有一固定销。
在本发明中，对孔板上的第一销孔数目比抽气孔少，且其还包括设置于每一第一销孔上的数个第一底座；以及设置于每一第一销孔中的数个第一针背弹簧，且位于固定销与第一底座之间。
在本发明中，还包括具有与抽气孔对应的数个第二销孔的验校孔板，且在每一第二销孔上设有定位销，其中第二销孔的数目与抽气孔相等。
根据上述装置，可大幅缩减因预防保养而导致化学机械研磨机停机的时间，并可提高效率，简化预防保养程序。
以下结合附图详细说明本发明的较佳实施例，以便更进一步了解本发明的上述和其他目的、特征、和优点。其中，图1为一化学机械研磨机的示意图；图2a、2b为研磨载具的示意图，其中图2a表示与图1中的研磨主轴连接的一面，图2b表示与图1中的研磨垫接触的一面，且在图中导环已被拆下；图2c表示一在粘贴于研磨载具前的载具膜；图3a、3b、3c、3d、3e、3f、3g和3h表示公知载具膜的更换过程，其中为图3g、图3f的剖面图；图4为本发明的载具膜的俯视图；图5为本发明的对孔板的俯视图；图6为对孔板(或验校孔板)的固定销(或定位销)的剖面图，其中固定销(或定位销)前端为双层针径；图7为对孔板(或验校孔板)的剖面图，其中设有底座与针背弹簧；图8为本发明的验校孔板的俯视图；图9为本发明的预防保养方法的流程图；以及图10a、10b、10c和10d表示本发明的载具膜更换过程。
首先，参考图4说明本发明所使用的载具膜。本发明的载具膜100与图2c所示的载具膜相同，在未使用前由一纸片包覆，与公知方法不同之处在于本发明在安装于研磨载具前，在载具膜100上以激光预先加工所需的孔洞101，如此不仅省时，且可避免产生毛边。
此外，在图4中所示的孔洞101数目为29个，此为对应所使用的研磨载具的抽气孔数目，但并不受此限制。
由本发明载具膜的孔洞是预先加工，因此在将其安装于研磨载具时，需提供一辅助工具以加速发装并提高精确性。图5即表示可辅助安装的一对孔板200，其形状如图所示，为一缺角的圆形，该设计为了便于操作。又，在对孔板200上设有9个第一销孔201，其位置与抽气孔对应。参考图6，在每一每一销孔201上设有一固定销202，当载具膜100与对孔板200对准时，每一固定销202穿过孔洞101。固定销202之前端为双层构造，以分别与孔洞101之孔径以及抽气孔411之孔径配合。
又，从图6可看出，孔洞101的孔径比抽气孔411的孔径大，这是为了使固定销在对准孔洞101与抽气孔411时，能有一定的弹性，但在此弹性下，又不致影响精确度。在本实施例中，抽气孔411之孔径为0.8mm，而孔洞101的孔径在0.8mm至1.2mm之间。
图7为对孔板200的剖面图，其设有第一底座204与第一针背弹簧203。其中第一底座204设置于第一销孔201中，第一针背弹簧203也设置于第一销孔201中，且位于固定销202与第一底座204之间。
图8表示本发明的验校孔板300，其可用来检验孔洞是否与抽气孔对齐，其形状、大小均与载具膜相同，且在其上设有29个第二销孔301。又，在第二销孔301内也分别设有定位销302、第二针背弹簧303和第二底座304，其构造与对孔板200相似，可参考图6、7，在此不再描述。
图9为本发明的预防保养方法的流程图，以下配合图10a、10b、10c和10d说明其步骤(a)将研磨载具4从研磨主轴上拆下(图10a)；(b)将导环42从本体41拆下且去除原有的载具膜后(注意与公知方法不同的是不必拆除上盖43)，对该研磨载具4进行清洁处理；(c)将新的载具膜100与对孔板200对准(图10b)，其中载具膜100已用激光预先加工所需的孔洞101；(d)将载具膜100与对孔板200一起放置在研磨载具4上(图10c)，使第一固定销202依序穿过对应的孔洞101、抽气孔411；(e)将对孔板200移除，且将载具膜100粘贴在研磨载具上4(图10d)；(f)利用验校孔板300检查每一孔洞是否与对应的抽气孔位置吻合；以及(g)将导环安装至研磨载具后，将研磨载具安装至研磨主轴上。
如上所述，本发明利用激光预先加工打孔取代公知手工钻孔，不仅节省时间且可提高PM质量的稳定性，因此可大幅提高PM的动效，且简化载具膜更换程序。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作出更动与润饰，因此本发明的保护范围应以后附的权利要求书范围所界定的为准。
权利要求
1.一种化学机械研磨机的载具膜的预防保养方法，包括下列步骤(a)一化学机械研磨机上，其具有一研磨主轴、可拆装地设置于该研磨主轴上的一研磨具，其中该研磨载具具有数个抽气孔、一可拆装的导环以及一载具膜，用激光预先加工所述的载具膜上与该抽气孔对应的数个孔洞；(b)当该化学机械研磨机需预防保养时，将该研磨载具从该研磨主轴上拆下；(c)将该导环从该研磨载具拆下且去除原有的载具膜后，对该研磨载具进行清洁处理；(d)将新的载具膜与对孔板对准，其中该对孔板上具有与该抽气孔对应的数个第一销孔，且在每一第一销孔上设有一固定销，当该载具膜与该对孔板对准时，每一固定销穿过该孔洞；(e)将该载具膜与该对孔板一起放置在该研磨载具上，使每一固定销依序穿过对应的孔洞、抽气孔；(f)将该载具膜粘贴在该研磨载具上，且移去该对孔板；以及(g)将该导环安装至该研磨载具后，将该研磨载具安装至该研磨主轴上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该孔洞的孔径比该抽气孔的孔径大。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该抽气孔的孔径为0.8mm，该孔洞的孔径在0.8mm至1.2mm之间。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，该固定销之前端为双层构造，以分别与该孔洞的孔径以及该抽气孔的孔径配合。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，在步骤(g)前，还提供一验校孔板，检查每一孔洞是否与对应的抽气孔位置吻合，其中该验校孔板上具有与该抽气孔对应的数个第二销孔，且在每一第二销孔上设有一定位销。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，该定位销之前端为双层构造，以分别与该孔洞的孔径以及该抽气孔的孔径配合。
7.一种实施权利要求1所述的方法的预防保养装置，包括一对孔板，具有与该抽气孔对应的数个第一销孔，且每一第一销孔上设有一固定销。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，该对孔板上的第一销孔数目比该抽气孔少。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，该对孔板还包括数个第一底座，设置于每一第一销孔上；以及数个第一针背弹簧，设置于每一第一销孔中，且位于该固定销与该第一底座之间。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括一验校孔板，具有与该抽气孔对应的数个第二销孔，且在每一第二销孔上设有一定位销，其中该第二销孔的数目与该抽气孔相等。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，该验校孔板还包括数个第二底座，设置于每一第二销孔上；以及数个第二针背弹簧，设置于每一第二销孔中，且位于该定位销与该第二底座之间。
全文摘要
一种化学机械研磨机的载具膜的预防保养方法以及实施该方法的装置。本发明利用激光加工在载具膜上预先打孔,可避免公知载具膜需在研磨载具上手工钻孔的缺点。所述的装置包括一对孔板,可大幅缩减因预防保养而导致化学机械研磨机停机的时间,并可提高效率,简化预防保养程序。
文档编号B24B7/00GK1300661SQ9912637
公开日2001年6月27日 申请日期1999年12月17日 优先权日1999年12月17日
发明者陈廷国, 廖泳森, 张仁杰 申请人:华邦电子股份有限公司