[發明專利]研磨頭及晶圓研磨裝置

有效

• 申請號: 201911369943.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111168561B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 崔世勛
• 申請（專利權）人: 西安奕斯偉材料科技有限公司;西安奕斯偉硅片技術有限公司
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/32
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

本發明公開了一種用于晶圓研磨裝置的研磨頭，包括第一轉軸、研磨盤和吸附式組合墊，其中，所述第一轉軸固定連接至所述研磨盤的上端；所述吸附式組合墊包括背墊、固定環和緩沖環，所述背墊固定在所述研磨盤的下表面，所述固定環和所述緩沖環固定至所述背墊的下表面，并且所述固定環套設在所述緩沖環的外側，所述緩沖環與所述背墊未被所述固定環和所述緩沖環的下表面圍成晶圓容納空間。本發明的研磨頭在固定環與待研磨的晶圓之間設置緩沖環，可以有效地防止研磨過程中固定環導致的晶圓邊緣應力集中現象，改善了晶圓的研磨效果。本發明還公開了一種包括該研磨頭的晶圓研磨裝置。

技術領域

本發明涉及晶圓制造技術領域，更具體地，涉及一種研磨頭及一種晶圓研磨裝置。

背景技術

在半導體材料的加工過程中，硅片作為常用半導體器件、集成電路的基礎材料，經常需要對其進行拋光處理，而拋光技術的好壞將直接影響到硅片的質量及半導體器件的性能。用于對硅片等晶圓進行化學機械研磨的研磨裝置一般包括研磨平臺、研磨頭和設置于研磨平臺的研磨墊。在晶圓制作工藝中，化學機械研磨是通過研磨頭固定吸附晶圓的背面，將化學研磨劑和泥漿液供應到覆有研磨墊的研磨面上，并將晶圓的正面壓在研磨墊上，通過研磨頭給晶圓施壓，同時使研磨平臺與研磨頭進行相對運動，以將晶圓表面平坦化研磨成鏡面。

研磨頭通常包括第一轉軸、研磨盤和吸附式組合墊(Template assembly)，第一轉軸固定連接研磨盤，且能夠圍繞自身旋轉以帶動研磨盤旋轉；研磨盤具有面向研磨墊的底面，吸附式組合墊固定設置于研磨盤的底面且與研磨盤的底面圍成晶圓容納空間。在晶圓研磨過程中，晶圓設置在晶圓容納空間內，吸附式組合墊的底面與研磨墊相接觸，以防止晶圓滑出至外界。

在實際研磨過程中，吸附式組合墊與容納在其中的晶圓通常會出現高度差異，此時，根據研磨頭加壓壓力的變化以及吸附式組合墊與容納在其中的晶圓的作用，柔軟的研磨墊的彈性比會受影響，導致出現回彈(rebound)現象，吸附式組合墊與晶圓接觸的研磨面會出現應力集中，導致過研磨形狀的發生，使得晶圓邊緣的形態發生變化，從而影響晶圓的研磨效果。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種研磨頭及一種晶圓研磨裝置。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明的一個方面提供了一種用于晶圓研磨裝置的研磨頭，包括第一轉軸、研磨盤和吸附式組合墊，其中，

所述第一轉軸固定連接至所述研磨盤的上端；

所述吸附式組合墊包括背墊、固定環和緩沖環，所述背墊固定在所述研磨盤的下表面，所述固定環和所述緩沖環固定至所述背墊的下表面，并且所述固定環套設在所述緩沖環的外側，所述緩沖環與所述背墊未被所述固定環和所述緩沖環覆蓋的下表面圍成晶圓容納空間。

在本發明的一個實施例中，所述緩沖環通過壓敏膠帶粘貼在所述背墊的下表面。

在本發明的一個實施例中，所述固定環的外徑等于所述背墊的外徑。

在本發明的一個實施例中，所述固定環的徑向寬度為20-30mm。

在本發明的一個實施例中，所述背墊的上表面通過橡膠吸盤固定在所述研磨盤的底部。

在本發明的一個實施例中，所述固定環和所述緩沖環的高度均為0.75-0.85mm。

在本發明的一個實施例中，所述緩沖環的徑向寬度為20mm。

在本發明的一個實施例中，所述緩沖環采用聚醚醚酮或類金剛石涂層制成。

在本發明的一個實施例中，所述研磨頭還包括加壓裝置，所述研磨盤的下表面與所述背墊的上表面之間包括加壓腔，所述加壓裝置與所述加壓腔連通，用于對所述背墊進行加壓。

本發明的另一方面提供了一種晶圓研磨裝置，包括上述實施例中任一項所述的研磨頭。