一种平整度测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及抛光垫测试技术领域，尤其是涉及一种平整度测试装置。


背景技术：

2.cmp(chemical mechanical polishing)即“化学机械抛光”，是为了克服化学抛光和机械抛光的缺点，将磨粒机械磨削和抛光液化学腐蚀作用组合的抛光技术。化学机械抛光最大的优点就是能使加工表面实现纳米级全局平坦化，满足集成电路特征尺寸在0.35μm以下的超精密无损伤表面加工。半导体器件通常要求达到纳米级的平整度，目前最好的工艺是用抛光液(化学)和抛光垫(机械)结合起来的方式。cmp除应用于集成电路芯片以外，也常出现在半导体的分立器件、电子元器件的加工上，此外也拓展到薄膜存贮磁盘、陶瓷、蓝宝石等表面加工领域。
3.抛光垫，又称研磨垫，其表面粗糙，设有凸起或凹槽，用于直接与芯片接触产生摩擦，以机械方式去除半导体表面的抛光层，并在离心力的作用下将抛光液均匀地抛洒到抛光垫的表面，以化学方式去除半导体表面的抛光层，同时将反应产物带出抛光垫。因此抛光垫的平整度直接影响晶片的表面质量，关系到半导体表面的平坦化效果。
4.当前对抛光垫平整度检测的方法是使用厚度仪随机取点测厚，并通过多个取样点的测厚结果计算平整度。由于人为选定的厚度测试取样点具有随机分布性，根据厚度测试结果计算得到的平整度也具有较大地系统误差。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种平整度测试装置，提高平整度测试的准确性和效率。
6.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种平整度测试装置，包括：
8.测试台，所述测试台上设有用于放置抛光垫的承载面，所述承载面上分布有多个气孔；
9.真空泵，所述真空泵的入口与所述气孔连通，用于对所述承载面与所述抛光垫之间的空间抽真空；
10.测试组件，所述测试组件上包括多个测距传感器，所述测距传感器与所述承载面相对设置。
11.在其中一个实施例中，多个所述测距传感器呈同心圆分布，且其圆心位于所述测试台的中心轴线上；
12.或，多个所述测距传感器呈相交排列，且其相交点位于所述测试台的中心轴线上。
13.在其中一个实施例中，所述承载面上设有多个定位件，所述定位件凸出于所述承载面，用于与所述抛光垫的侧周抵接。
14.在其中一个实施例中，所述测试台上设有凹槽，所述定位件可伸缩地设于所述凹
槽中，使所述定位件可以凸出于所述承载面或平齐于所述承载面；
15.所述定位件分布在以所述承载面中心为圆心的多个圆周上，同一个圆周上的多个所述定位件记为一个定位组，不同所述定位组用于与不同尺寸的所述抛光垫抵接。
16.在其中一个实施例中，所述承载面上的多个气孔绕所述承载面的中心呈同心圆分布。
17.在其中一个实施例中，所述装置包括第一滑动杆，所述测试组件包括固定支架，所述固定支架的一端与所述测距传感器连接，所述固定支架的另一端与所述第一滑动杆滑动连接，使得所述测距传感器能够靠近或远离所述承载面。
18.在其中一个实施例中，所述装置包括第一中间件，所述第一中间件的一端与所述第一滑动杆滑动连接，所述第一中间件的另一端与所述固定支架转动连接，使得所述固定支架能够绕竖直轴转动。
19.在其中一个实施例中，所述固定支架包括第一延伸杆和转动架，所述第一延伸杆的一端与所述第一滑动杆滑动连接，所述第一延伸杆的另一端与所述转动架转动连接，使得所述转动架绕所述测试台的中心轴线转动，所述转动架上设有所述测距传感器。
20.在其中一个实施例中，所述装置还包括自动录入器和控制器，所述控制器分别与所述测距传感器、所述自动录入器电连接，所述自动录入器与所述承载面相对设置，并用于扫码录入所述抛光垫的基本信息。
21.在其中一个实施例中，所述装置包括第二滑动杆，所述自动录入器与所述第二滑动杆滑动连接，使所述自动录入器能够靠近或远离所述承载面。
22.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
23.1、上述平整度测试装置在测试台上设置气孔，并采用真空泵对承载面和抛光垫之间的空间抽真空，使抛光垫平整地、无间隙地覆盖在承载面上，进而多个测距传感器可以同时测量抛光垫上多个位置与测距传感器的距离，并通过多个距离获取抛光垫平整度；因此该平整度测试装置提高了抛光垫在承载面上的放置平整度，避免距离测试过程的系统误差，进而提高平整度测试准确性。
24.2、承载面上设有多个定位件，用于限制抛光垫摆放位置，保证不同抛光垫在承载面的放置位置一致，当测距传感器与承载面的相对位置不变时，不同抛光垫上的取点位置一致，从而实现不同抛光垫平整度评价体系的一致性。
25.3、承载面上呈同心圆分布的定位件，可以设置凸出于承载面和齐平于承载面两种状态，当抛光垫的直径较小时，可以设置内圈的定位件凸出于承接面，并与抛光垫抵接固定；当抛光垫的直径较大时，可以设置内圈的定位件与承载面齐平，外圈的定位件凸出于承载面，抛光垫覆盖内圈的定位件且与外圈的定位件抵接，因此该测试台可以抵接固定不同直径的抛光垫，提高测试装置的适用范围。
26.4、多个测距传感器可以同时获取抛光垫上多个位置的距离信息，并且测距传感器在承载面上的投影呈同心圆分布或十字分布，抛光垫上的取点位置分布与测距传感器的分布一致，因此多个测距传感器的分布可以保证平整度取点位置分布均匀，有利于提高测试效率和测试准确性。
27.5、自动录入器可以用于扫描抛光垫上的二维码，并自动录入抛光垫的基本信息，最终通过控制器整合抛光垫的平整度信息和基本信息，实现了抛光垫测试效率。
附图说明
28.图1为本实用新型中平整度测试装置的结构示意图。
29.图2为本实用新型中平整度测试装置的俯视图。
30.图3为本实用新型中抛光垫的取点位置示意图。
31.附图说明：100、平整度测试装置；10、测试台；11、承载面；12、气孔；13、定位件；20、真空泵；30、测试组件；31、测距传感器；32、固定支架；321、第一延伸杆；322、转动架；33、第一中间件；34、第一滑动杆；40、自动录入器；41、第二滑动杆；42、第二延伸杆；43、第二中间件；50、抛光垫。
具体实施方式
32.下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
33.如图1和图2所示，在一实施例中，提供了一种平整度测试装置100，包括测试台10、真空泵20和测试组件30。
34.其中，测试台10上设有用于放置抛光垫50的承载面11，承载面11上分布有多个气孔12；真空泵20的入口与气孔12连通，用于对承载面11与抛光垫50之间的空间抽真空；测试组件30上包括多个测距传感器31，测距传感器31与承载面11沿第一方向相对设置。
35.在本具体实施例中，测距传感器31包括红外测距传感器、激光测距传感器、超声波测距传感器和雷达测距传感器。
36.假设承载面11是完全平整的，则承载面11上每一个位置与测距传感器31的距离相等，则抛光垫50放置在承载面11上，测距传感器31获取抛光垫50上多个取点位置的距离h即能反映抛光垫50的平整度，一般情况下，可以通过多个距离h之间的方差判断抛光垫50的平整度，当多个距离h之间的方差超过预设范围，可以认为抛光垫50的平整度不合格。假设承载面11不完全平整，则可以先通过测距传感器31获取承载面11上多个取点位置的距离d，根据多个距离d计算方差s1，再采用测距传感器31获取抛光垫50上对应取点位置的距离h，根据多个距离h计算方差s2，则根据方差s2与方差s1之间的差值可以判断抛光垫50的平整度，如果差值超过预设范围，则认为抛光垫50的平整度不合格，否则抛光垫50的平整度合格。
37.上述平整度测试装置100在测试台10上设置气孔12，并采用真空泵20对承载面11和抛光垫50之间的空间抽真空，使抛光垫50平整地、无间隙地覆盖在承载面11上，进而多个测距传感器31可以同时测量抛光垫50上多个位置与测距传感器31的距离，并通过多个距离判断抛光垫50平整度；因此该平整度测试装置100提高了抛光垫50在承载面11上的放置平整度，避免距离测试过程的系统误差，进而提高平整度测试准确性。
38.具体地，参照图1，在一实施例中，承载面11上的多个气孔12绕承载面11的中心呈同心圆分布。气孔12均匀分布在承载面11与抛光垫50之间，使得抛光垫50各处受到的吸力相同，保证抛光垫50平整铺设于承载面11上。
39.具体地，参照图1，在一实施例中，多个测距传感器31呈相交排列，且其相交点位于测试台10的中心轴线上，即一部分测距传感器31沿第二方向分布，另一部分测距传感器31沿第三方向分布，第二方向与第三方向相交设置。
40.在本具体实施例中，测距传感器31设有九个，一个测距传感器31与承载面11的中心相对设置，四个测距传感器31沿第一方向分布，另外四个测距传感器31沿第二方向设置，第一方向与第二方向相交且垂直，因此，通过测距传感器31的分布设置了九个呈“十”字型分布的取点位置，使取点位置均匀分布在抛光垫50上，避免随机取点带来的误差，保证了平整度的测试精度。
41.可选地，在一实施例中，多个测距传感器31呈同心圆分布，且其圆心位于测试台10的中心轴线上。可以理解地，多个测距传感器31的分布关系即为抛光垫50上多个取点位置的分布关系，抛光垫50上的多个取点位置分布越均匀，平整度的测试精度越高。
42.具体地，如图1和图2所示，在一实施例中，承载面11上设有多个定位件13，定位件13凸出于承载面11，用于与抛光垫50的侧周抵接。承载面11上设有多个定位件13，用于限制抛光垫50摆放位置，保证不同抛光垫50在承载面11的放置位置一致，当测距传感器31与承载面11的相对位置不变时，不同抛光垫50的取点位置一致，从而实现不同抛光垫50平整度评价体系的一致性。
43.进一步地，在一实施例中，测试台10上设有凹槽，定位件13可伸缩地设于凹槽中，使定位件13可以凸出于承载面11或平齐于承载面11；定位件13分布在以承载面11中心为圆心的多个圆周上，同一个圆周上的多个定位件13记为一个定位组，不同定位组用于与不同尺寸的抛光垫50抵接。即多个定位件13绕承载面11的中心呈同心圆分布，定位件13与测试台10活动连接，使定位件13能够凸出于承载面11或与承载面11平齐，不同圆周上的定位件13分别用于与不同尺寸的抛光垫50抵接。承载面11上呈同心圆分布的定位件13，可以设置凸出于承载面11和齐平于承载面11两种状态，当抛光垫50的直径较小时，可以设置内圈的定位件13凸出于承接面，并与抛光垫50抵接固定；当抛光垫50的直径较大时，可以设置内圈的定位件13与承载面11齐平，外圈的定位件13凸出于承载面11，抛光垫50覆盖内圈的定位件13且与外圈的定位件13抵接，因此该测试台10可以抵接固定不同直径的抛光垫50，提高测试装置的适用范围。
44.具体地，如图1所示，在一实施例中，装置包括第一滑动杆34，测试组件30包括固定支架32，固定支架32的一端与测距传感器31连接，固定支架32的另一端与第一滑动杆34滑动连接，使得测距传感器31能够沿第一方向移动，即测距传感器31能够沿第一滑动杆34靠近或远离承载面11。沿第一滑动杆34移动固定支架32可以改变测距传感器31与承接面的距离，用于在测距传感器31与测试台10之间腾出空间，便于将抛光垫50放入或取出测试台10。
45.进一步地，如图1所示，在一实施例中，装置包括第一中间件33，第一中间件33的一端与第一滑动杆34滑动连接，第一中间件33的另一端与固定支架32转动连接，使得固定支架32能够绕第一方向转动，即固定支架32绕竖直轴转动。第一中间件33与固定支架32转动连接，用于调节承载面11的中心与转动架322的中心在承载面11上投影的相对位置，一般情况下，承载面11的中心与转动架322的中心重合，以便于多个测距传感器31在抛光垫50上均匀分布。
46.在本具体实施例中，固定支架32包括第一延伸杆321和转动架322，第一延伸杆321的一端与第一滑动杆34滑动连接，第一延伸杆321的另一端与转动架322转动连接，使得转动架322绕测试台10的中心轴线转动，转动架322上设有测距传感器31。当转动架322绕测试台10的轴线转动时，多个测距传感器31在抛光垫50的取点位置绕承载面11的中心同步转
可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
56.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

技术特征：
1.一种平整度测试装置，其特征在于，包括：测试台(10)，所述测试台(10)上设有用于放置抛光垫(50)的承载面(11)，所述承载面(11)上分布有多个气孔(12)；真空泵(20)，所述真空泵(20)的入口与所述气孔(12)连通，用于对所述承载面(11)与所述抛光垫(50)之间的空间抽真空；测试组件(30)，所述测试组件(30)上包括多个测距传感器(31)，所述测距传感器(31)与所述承载面(11)相对设置。2.根据权利要求1所述的平整度测试装置，其特征在于，多个所述测距传感器(31)呈同心圆分布，且其圆心位于所述测试台(10)的中心轴线上；或，多个所述测距传感器(31)呈相交排列，且其相交点位于所述测试台(10)的中心轴线上。3.根据权利要求1所述的平整度测试装置，其特征在于，所述承载面(11)上设有多个定位件(13)，所述定位件(13)凸出于所述承载面(11)，用于与所述抛光垫(50)的侧周抵接。4.根据权利要求3所述的平整度测试装置，其特征在于，所述测试台(10)上设有凹槽，所述定位件(13)可伸缩地设于所述凹槽中，使所述定位件(13)可以凸出于所述承载面(11)或平齐于所述承载面(11)；所述定位件(13)分布在以所述承载面(11)中心为圆心的多个圆周上，同一个圆周上的多个所述定位件(13)记为一个定位组，不同所述定位组用于与不同尺寸的所述抛光垫(50)抵接。5.根据权利要求1所述的平整度测试装置，其特征在于，所述承载面(11)上的多个气孔(12)绕所述承载面(11)的中心呈同心圆分布。6.根据权利要求1所述的平整度测试装置，其特征在于，所述平整度测试装置(100)包括第一滑动杆(34)，所述测试组件(30)包括固定支架(32)，所述固定支架(32)的一端与所述测距传感器(31)连接，所述固定支架(32)的另一端与所述第一滑动杆(34)滑动连接，使所述测距传感器(31)能够靠近或远离所述承载面(11)。7.根据权利要求6所述的平整度测试装置，其特征在于，所述平整度测试装置(100)还包括第一中间件(33)，所述第一中间件(33)的一端与所述滑动杆滑动连接，所述第一中间件(33)的另一端与所述固定支架(32)转动连接，使得所述固定支架(32)能够绕竖直轴转动。8.根据权利要求6所述的平整度测试装置，其特征在于，所述固定支架(32)包括第一延伸杆(321)和转动架(322)，所述第一延伸杆(321)的一端与所述第一滑动杆(34)滑动连接，所述延伸杆的另一端与所述转动架(322)转动连接，使得所述转动架(322)绕所述测试台(10)的中心轴线转动，所述转动架(322)上设有所述测距传感器(31)。9.根据权利要求1所述的平整度测试装置，其特征在于，所述平整度测试装置(100)还包括自动录入器(40)和控制器，所述控制器分别与所述测距传感器(31)、所述自动录入器(40)电连接，所述自动录入器(40)与所述承载面(11)相对设置，并用于扫码录入所述抛光垫(50)的基本信息。10.根据权利要求9所述的平整度测试装置，其特征在于，所述平整度测试装置(100)包括第二滑动杆(41)，所述自动录入器(40)与所述第二滑动杆(41)滑动连接，使所述自动录
入器(40)能够靠近或远离所述承载面(11)。

技术总结
本实用新型涉及一种平整度测试装置，包括测试台、真空泵和测试组件，测试台上设有用于放置抛光垫的承载面，承载面上分布有多个气孔；真空泵的入口与气孔连通，用于对承载面与抛光垫之间的空间抽真空；测试组件上包括多个测距传感器，测距传感器与承载面相对设置。与现有技术相比，本实用新型提高了抛光垫在承载面上的放置平整度，避免距离测试过程的系统误差，进而提高平整度测试准确性。进而提高平整度测试准确性。进而提高平整度测试准确性。


技术研发人员：杨波
受保护的技术使用者：上海芯谦集成电路有限公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/7/19