[發(fā)明專利]一種晶圓研磨頭以及晶圓吸附方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210280020.3
• 申請(qǐng)日: 2022-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN114515995A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚力軍;潘杰;惠宏業(yè);王學(xué)澤;范興潑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海江豐平芯電子科技有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/11
• 分類號(hào): B24B37/11;B24B37/34
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11659
• 代理人: 牛海燕

本發(fā)明提供了一種晶圓研磨頭已經(jīng)晶圓吸附方法，所述晶圓研磨頭包括研磨頭本體以及環(huán)繞在研磨頭本體外圍的固定裝置；所述固定裝置包括緊密設(shè)置的第一圓環(huán)和第二圓環(huán)；所述研磨頭本體、第一圓環(huán)與第二圓環(huán)保持同心；所述研磨頭本體上設(shè)置有第一氣路以及第二氣路；所述第一圓環(huán)上均勻設(shè)置有通氣凹槽；所述通氣凹槽與第二氣路相通。本發(fā)明提供的晶圓研磨頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于加工，有利于工業(yè)化生產(chǎn)；可以通過(guò)對(duì)內(nèi)部氣路的分配，而后通過(guò)機(jī)臺(tái)便可精確控制300mm Head底部吸附膜作用于晶圓表面的壓力，達(dá)到加載、卸載晶圓并對(duì)其研磨的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)機(jī)械研磨領(lǐng)域，涉及一種晶圓研磨頭，尤其涉及一種晶圓研磨頭以及晶圓吸附方法。

背景技術(shù)

晶圓(Wafer)，是生產(chǎn)集成電路所用的載體，多指單晶硅圓片。

單晶硅圓片由普通硅砂拉制提煉，經(jīng)過(guò)溶解、提純、蒸餾一系列措施制成單晶硅棒，單晶硅棒經(jīng)過(guò)拋光、切片之后，就成為了晶圓。晶圓是最常用的半導(dǎo)體材料，按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規(guī)格，近來(lái)發(fā)展出12英寸甚至研發(fā)更大規(guī)格(14英寸、15英寸、16英寸、……20英寸以上等)。晶圓越大，同一圓片上可生產(chǎn)的IC就越多，可降低成本；但要求材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)更高。

在晶圓的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)晶圓進(jìn)行拋光是半導(dǎo)體工藝中的常規(guī)步驟，在對(duì)晶圓進(jìn)行拋光時(shí)，首先通過(guò)機(jī)械手把晶圓放置在晶圓承載臺(tái)上，然后再把晶圓從晶圓承載臺(tái)上吸附到研磨頭上，研磨頭會(huì)抽取真空產(chǎn)生負(fù)壓，從而吸附住晶圓，之后研磨頭攜帶晶圓一起進(jìn)行研磨。

但晶圓從晶圓承載臺(tái)上被吸附到研磨頭的過(guò)程中，由于氣壓或者其他機(jī)械壓力的存在，晶圓的表面會(huì)承壓。當(dāng)晶圓承載臺(tái)存在不合理的結(jié)構(gòu)，比如晶圓承載臺(tái)的中部下凹過(guò)多，達(dá)到5mm左右；或者研磨頭存在不合理的結(jié)構(gòu)，比如晶圓傳感器凸出較多、彈簧較硬，研雪頭上的壓力分布不合適等，都會(huì)導(dǎo)致晶圓由于受力而破碎。晶圓的破碎將造成很大的經(jīng)濟(jì)損失，尤其對(duì)于具有高深寬比的TSV(through silicon vias)晶圓來(lái)說(shuō)，晶圓破碎的損失非常嚴(yán)重。

CN 209681910U公開了一種晶圓研磨裝置高速研磨頭，所述晶圓研磨裝置高速研磨頭包括研磨頭主體、氣壓板、研磨頭隔膜、研磨頭主軸、晶圓、研磨墊、彈性限位機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑油導(dǎo)入機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑油導(dǎo)出機(jī)構(gòu)、氣體管、氣壓室、滑槽，所述研磨頭主體是一個(gè)倒凹形主體，所述研磨頭主體的上方設(shè)置有研磨頭主軸，所述研磨頭主體通過(guò)研磨頭主軸與研磨裝置固定連接，所述倒凹形的研磨頭主體的兩側(cè)主體內(nèi)設(shè)置有滑槽，所述氣壓板兩側(cè)設(shè)置有滑塊。

CN 104942697A公開了一種晶圓研磨頭以及晶圓吸附方法，所述晶圓研磨頭呈圓形，晶圓研磨頭的下表面平坦，形成晶圓吸附區(qū)，所述晶圓吸附區(qū)由內(nèi)至外依次形成第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)、外圍區(qū)和晶圓保持環(huán)，所述第一區(qū)是圓形，第二區(qū)、第三區(qū)、外圍區(qū)和晶圓保持環(huán)是環(huán)形，第一區(qū)、第二區(qū)、第三區(qū)、外圍區(qū)和晶圓保持環(huán)同心，在吸附晶圓時(shí)，第一區(qū)和第三區(qū)形成負(fù)壓，第二區(qū)和外圍區(qū)形成正壓，吸附完成后，晶圓保持環(huán)形成負(fù)壓；在第一區(qū)、第二區(qū)或者第三區(qū)中布置有晶圓傳感器，晶圓傳感器安裝在形成于晶圓研磨頭中的孔中，晶圓傳感器的尾部通過(guò)彈簧連接到晶圓研磨頭，晶圓傳感器的端部在未吸附晶圓時(shí)延伸超出所述晶圓研磨頭的下表面，晶圓吸附完成時(shí)晶圓傳感器由所吸附的晶圓壓回所述孔中，其中所述彈簧的彈性系數(shù)符合：所述彈簧形成的彈簧力小于晶圓表面的破碎應(yīng)力。該專利提供的晶圓研磨頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不利用廣泛應(yīng)用。