專利名稱：從底盤上去除cmp拋光墊的設備和方法
技術領域：
本發明總體而言涉及化學機械拋光(CMP)，更具體但非排他地，提供一種用于從底盤上去除拋光墊的設備和方法。
背景技術：
CMP是一種化學反應和機械打磨結合的技術。傳統的CMP系統包括帶有保持環的拋光頭，該保持環保持基片(可替代地，也指晶片)并使其抵靠著在相同方向上旋轉的拋光墊表面轉動。該拋光墊可由澆鑄并切片形成的具有填充物或聚氨酯涂覆毛氈的聚亞安酯(或其他聚合物)制成。
在抵靠著拋光墊轉動基片的過程中，懸浮在諸如氫氧化鉀或氫氧化銨等低度蝕刻劑中的氧化硅漿料(和/或其他研磨料)分配到拋光墊上。來自漿料的化學反應和來自拋光墊的機械打磨相結合去除基片表面的垂直凹凸，并因此形成極為平滑的表面。
拋光墊使用后，必須要從其被支承的底盤上去除下來，這一過程費時費力并會對操作者造成傷害。所需勞動力和潛在的傷害歸結于克服拋光墊與底盤之間的連接所需的巨大作用力，這種連接由分布在拋光墊和底盤之間的壓敏粘合劑產生。另外，由于所用拋光墊較大的表面積增大了將它們從底盤去除所需的作用力，因此當生產中去除200mm到300mm的晶片時，勞動力和潛在傷害都會增加。
因此，需要一種新的拋光墊去除設備和方法來克服上述缺陷，同時充分降低所需人力。
發明內容
本發明的實施例提供一種設備和方法用以從底盤上去除拋光墊。該設備和方法幾乎不費人力，可提高生產力并使傷害操作者的可能性最小化。
在本發明實施例中，該方法包括將CMP拋光墊連接到一根桿上；旋轉該桿以卷起拋光墊；并在旋轉過程中側向滑移該桿。
在本發明實施例中，該設備包括一根可被連接于CMP拋光墊的桿；一個連接于桿以產生桿的旋轉和滑移的電機。
本發明的非限制且非窮舉的實施例結合下面的附圖進行說明，其中，除非另外指定，否則不同的附圖中同樣的附圖標記表示同樣的零件。
附圖1是根據本發明實施例的化學機械拋光設備的俯視圖；附圖2是CMP設備的第一透視圖；附圖3是CMP設備的第二透視圖；附圖4是CMP設備的第三透視圖；
附圖5是描述根據本發明實施例，從底盤上去除拋光墊的方法的流程圖。
具體實施例方式
提供下面的描述是為了使本領域的任何普通技術人員都能夠實施和使用本發明，并基于一種特殊應用及其需求進行文字表述。實施例的各種改進對本領域技術人員而言是顯而易見的，這里設定的原則可應用于其他實施例并且該應用不脫離本發明的精神和范圍。因此，本發明不意欲被局限于示出的實施例，而表示與此處披露的原則、特征和教導相一致的最寬泛的范圍。
附圖1是根據本發明實施例的化學機械拋光設備100的俯視圖。設備100包括保持可轉動底盤120的工作臺110。底盤120上居中設置的是用于化學機械拋光的拋光墊130。接合于工作臺110的是導軌190，拋光墊去除設備連接于該導軌。拋光墊去除設備可永久地或可拆卸地連接于導軌190。拋光墊去除設備包括桿140，其一端連接于適配器150，該適配器連接于可調節的萬向節160和170。適配器150將桿140和電機180連接在一起以將旋轉運動從電機180傳遞到桿140。萬向節170又連接于電機180，該電機連接于導向塊200，該導向塊可以沿著導軌190橫向運動。
拋光墊130可以是用于CMP的任何類型的拋光墊。一個拋光墊范例具有50密耳的厚度、肖氏70的硬度、0.96克/立方厘米的密度、3500psi的抗拉強度。拋光墊130可由多孔聚氨酯材料制成并可具有孔隙和/或溝槽。在一實施例中，拋光墊的直徑尺寸可從約66厘米到約81厘米的范圍變化。
桿140具有約等于拋光墊130直徑的長度。然而，在本發明的其他實施例中，桿140可長于或短于拋光墊130的直徑。在本發明的實施例中，桿140具有約1英寸到約3英寸的直徑。較小的直徑可以縮短拋光墊的去除時間。在本發明的實施例中，桿140包括具有不同直徑的兩部分。第一部分具有約等于拋光墊130直徑的長度并具有第一直徑，而延伸的第二部分具有較短的長度并具有小于第一部分的直徑。電機180包括低轉速(約3轉/分鐘到約20轉/分鐘)齒輪電機，這樣使得傳遞給桿140的轉矩可轉化為從底盤120上提起拋光墊130的牽引力。在本發明的實施例中，電機180為雙向的，這樣使得拋光墊130可從任何方向去除。切換開關(未示出)可被用來切換電機180的旋轉運動。出于安全的目的，電機180也可包括兩個啟動開關(未示出)，這樣在電機180起動之前兩個開關必然都經過切換。
如本領域普通技術人員已知的，CMP設備100還包括在CMP過程中分配漿料(如熱解法二氧化硅)的漿料分配機構和在CMP過程中固定晶片(也指基片)的保持裝置。漿料分配機構和保持裝置未示出這樣可使拋光墊去除設備顯示得更清楚。
在拋光墊去除設備操作期間，桿140定位在拋光墊130的一個邊端，拋光墊130于是連接于桿140，如將在下面結合附圖2更詳細地進行論述的那樣。之后電機180起動以產生桿140的轉動和桿140的橫向移動。當桿140轉動并橫穿底盤120平移時，桿140去除并卷起拋光墊130同時桿140也開始借助萬向節160和170并根據拋光墊130的收集寬度而有角度地向上抬起。桿的平移可采用電機180或通過手動實現。在拋光墊130完全從底盤120上去除之后，拋光墊去除設備可從工作臺110上拆除，而新的拋光墊130安裝到底盤120上。
附圖2是CMP設備100的第一透視圖。電機180連接于導向塊200，該導向塊連接于導軌190。導向塊200可沿導軌190進行平移運動。在本發明的實施例中，導軌190包括位于導軌190端部的擋塊(如止動件)用以防止導向塊200在操作過程中從導軌190上滑脫。
桿140包括沿桿140長度方向設置的夾持窗210(也指槽口)。在本發明的其他實施例中，夾持窗210短于桿140的長度并沿桿140長度方向設置在中心部。夾持窗210的寬度至少稍大于拋光墊130的寬度。例如，對于50密耳的拋光墊，夾持窗210可具有大約65密耳的寬度。在本發明的實施例中，夾持窗210可延伸穿過桿140的第一部和第二部，使得拋光墊130可配合穿過桿140；還使得當一套筒接合于小徑端以壓縮小徑并將夾持窗的邊壓入拋光墊從而可以保持該拋光墊時，可以保證拋光墊130被夾緊；還使得去除后的拋光墊130能夠從桿140上滑落。在拋光墊去除設備的操作過程中，拋光墊130的邊端放置并固定到夾持窗210內。一卡環機構可被用來將拋光墊130固定到夾持窗210，這樣拋光墊130不會在桿140轉動過程中滑脫。在本發明的另一實施例中，采用其他技術手段將拋光墊130固定在桿140上，例如采用粘合劑將拋光墊130連接于桿140或采用打孔機構來打孔拋光墊130并通過孔將拋光墊130連接于桿140。
附圖3是CMP設備100的第二透視圖。桿140通過適配器150以及萬向節160和170連接于電機180。因此，當電機180引起萬向節170的轉動時，萬向節170平行于橫邊轉動并使電機180橫穿導軌190滑移，從而也使桿140在卷起拋光墊130的同時橫穿底盤120。另外，卷起拋光墊130的阻力也引起電機180橫穿導軌190滑移。由于電機180可自由在導軌上移動，在轉動力作用下桿140提起拋光墊130產生的轉矩驅動桿140的橫向運動。另外，電機180被手動水平移動以確保萬向節160和170不會鎖定。
當如附圖4所示的拋光墊130從底盤120被提升并纏繞桿140時，萬向節160和170協同在Y軸和X軸上變化。另外，在電機180沒有運動和起動時，萬向節允許桿140相對于拋光墊130樞軸轉動，從而使得將拋光墊130插入桿140的夾持窗210變得更為容易。
附圖5是描述了根據本發明一實施例的從底盤上去除拋光墊的方法500的程序圖。首先，塑料膜鋪設在拋光墊上(步驟510)，除了拋光墊上接合于桿(如，桿140)的末端或邊端部位。該塑料確保拋光墊不會在你去除它時相互粘連，因此使它更易于從桿上去除。塑料大約0.002″厚。接下來，桿通過適配器(如，適配器150)和萬向節(如，萬向節160和170)連接于電機(如，電機180)(步驟520)。拋光墊的邊端或尖端(如，約1英寸到約2英寸)被插入到桿的夾持窗中(步驟530)。在另一實施例中，拋光墊的邊端或尖端可通過其他技術手段連接到桿上，如粘結或穿孔。之后，桿橫穿拋光墊線性滑移(步驟540)，從而將拋光墊拾取、旋轉并收集到桿上。直線和/或旋轉運動可來自電機。接著，桿與電機脫開(步驟550)。然后，桿帶著收集到的拋光墊從底盤上被提起(560)且拋光墊從桿上去除(570)。方法500就結束了。
前述關于本發明實施例的描述只是通過舉例說明，上述實施例和方法的其他變化或改進也可能受到前述教導的啟示。例如，拋光墊去除設備和方法被描述用于CMP拋光墊，而該設備和方法可用于任何類型的拋光墊。這里描述的實施例不意欲窮舉或限制。本發明只被下述權利要求所限定。
權利要求
1.一種方法，包括將CMP墊連接于桿上；旋轉桿以卷起墊；并且在旋轉過程中橫向滑移桿。
2.如權利要求1所述的方法，其中連接包括將墊夾持到桿的夾持窗。
3.如權利要求1所述的方法，其中旋轉由一電機產生。
4.如權利要求3所述的方法，其中旋轉和滑移由電機的至少兩個開關的接通來啟動。
5.如權利要求3所述的方法，其中一萬向節連接到桿和電機以傳遞轉矩并使得在旋轉過程中存在運動范圍。
6.如權利要求1所述的方法，其中所述滑移由桿的旋轉產生。
7.如權利要求1所述的方法，其中當墊從底盤上去除后，旋轉和滑移終止。
8.如權利要求1所述的方法，還包括在旋轉和滑移之前，將薄膜鋪設在墊除了邊端的部位上。
9.一種設備，包括一可連接于CMP墊的桿；以及一連接于該桿以產生桿的旋轉的電機。
10.如權利要求9所述的設備，其中桿包括可將CMP墊夾持在桿上的夾持窗。
11.如權利要求9所述的設備，其中電機由至少兩個開關起動。
12.如權利要求9所述的設備，其中一萬向節連接桿和電機以傳遞轉矩并使得桿在旋轉過程中存在運動范圍。
13.如權利要求9所述的設備，其中電機也產生桿的滑移。
14.如權利要求9所述的設備，其中當墊從底盤上去除后，電機停止旋轉。
15.一種設備，包括用于將CMP墊連接到桿上的裝置；以及用于旋轉桿以卷起墊的裝置。
全文摘要
本發明提供一種拋光墊去除設備和方法，其可改善拋光墊從底盤上的去除。
文檔編號B24D13/14GK1765579SQ20051008374
公開日2006年5月3日 申請日期2005年6月14日 優先權日2004年6月14日
發明者杰勒德·莫洛尼, A·埃內斯托·薩爾達納, 科馬克·沃爾什, 劉軍 申請人:埃巴拉技術公司