本申請(qǐng)涉及化學(xué)機(jī)械拋光，具體地，涉及一種用于晶圓加工的承載頭及一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、化學(xué)機(jī)械拋光(chemica?l?mechan?ica?l?pl?anar?izat?ion,cmp)是一種全局平坦化的超精密表面加工技術(shù)?；瘜W(xué)機(jī)械拋光通常將晶圓吸合于承載頭(也可稱為拋光頭)的底面，并用承載頭下部的保持環(huán)徑向限定晶圓，晶圓待拋光的一面抵壓于拋光墊的上表面，承載頭在驅(qū)動(dòng)組件的致動(dòng)下相對(duì)于拋光墊旋轉(zhuǎn)并給予晶圓向下的載荷；同時(shí)，拋光液供給于拋光墊的上表面并分布在晶圓與拋光墊之間，使得晶圓在化學(xué)和機(jī)械的共同作用下完成晶圓的化學(xué)機(jī)械拋光。然而，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)晶圓從承載頭滑出的情況，導(dǎo)致晶圓損壞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于晶圓加工的承載頭及一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，以解決或緩解以上提及的至少一些問(wèn)題。

2、根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)方面提供一種用于晶圓加工的承載頭，所述承載頭包括：承載頭主體；設(shè)置于所述承載頭主體朝向晶圓的一側(cè)的保持環(huán)，所述保持環(huán)將所述晶圓限定在其中，所述保持環(huán)構(gòu)造有軸向貫通的安裝孔；以及至少部分地設(shè)置在所述安裝孔中的防滑片機(jī)構(gòu)，所述防滑片機(jī)構(gòu)包括軸向貫通的防滑片座和穿過(guò)所述防滑片座的防滑片主體；所述防滑片主體配置成可軸向伸縮，以在所述保持環(huán)抵靠拋光單元時(shí)縮回到所述安裝孔中，并且在所述保持環(huán)與所述拋光單元軸向分開時(shí)從所述保持環(huán)伸出以阻擋所述晶圓從所述保持環(huán)滑出。

3、可選地或可替代地，所述防滑片主體包括軸向延伸的桿件和連接在所述桿件的朝向所述拋光單元的一端的滾珠組件，所述防滑片主體通過(guò)所述滾珠組件與所述拋光單元滾動(dòng)接觸。

4、可選地或可替代地，所述滾珠組件包括連接塊和滾珠，所述連接塊構(gòu)造有朝向所述拋光單元開口的半球形的滾動(dòng)腔，所述滾珠部分地容納在所述滾動(dòng)腔中，并且相對(duì)于所述滾動(dòng)腔可沿各個(gè)方向滾動(dòng)。

5、可選地或可替代地，所述滾珠組件還包括設(shè)置在所述滾動(dòng)腔的內(nèi)壁與所述滾珠之間的一個(gè)或多個(gè)輔助滾珠，所述輔助滾珠的直徑等于所述滾動(dòng)腔的內(nèi)半徑與所述滾珠的外半徑之差。

6、可選地或可替代地，所述滾動(dòng)腔構(gòu)造有自其周緣徑向向內(nèi)延伸的擋環(huán)，所述滾珠穿過(guò)所述擋環(huán)部分地容納在所述滾動(dòng)腔中，所述擋環(huán)的內(nèi)直徑與所述滾珠的外直徑適配。

7、可選地或可替代地，所述連接塊朝向所述桿件的一端與所述桿件螺紋連接。

8、可選地或可替代地，所述連接塊朝向所述桿件的一端構(gòu)造有背離所述桿件凹進(jìn)的螺紋孔，所述桿件朝向所述連接塊的一端構(gòu)造有與所述螺紋孔匹配的外螺紋，所述連接塊和所述桿件經(jīng)由所述螺紋孔和所述外螺紋進(jìn)行螺紋連接。

9、可選地或可替代地，所述防滑片主體經(jīng)由彈性件彈性抵接到所述承載頭主體，所述防滑片主體壓縮所述彈性件以縮回到所述安裝孔中，并且所述防滑片主體經(jīng)由所述彈性件的伸展而從所述保持環(huán)伸出。

10、可選地或可替代地，所述安裝孔包括依次遠(yuǎn)離所述承載頭主體的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段配置成容納所述防滑片座，所述第二孔段配置成供所述防滑片主體穿過(guò)。

11、可選地或可替代地，所述防滑片座包括軸向延伸的容納腔，所述容納腔背對(duì)所述承載頭主體的底部構(gòu)造有通孔；所述桿件包括依次遠(yuǎn)離所述承載頭主體的第一桿段、第二桿段和第三桿段；所述第二桿段的外徑分別大于所述第一桿段和所述第三桿段的外徑，并且所述第二桿段的外徑大于所述通孔的內(nèi)徑以使所述第二桿端限定在所述容納腔中；所述第一桿段和所述第二桿段可軸向移動(dòng)地容納在所述容納腔中，所述第三桿段與所述滾珠組件連接。

12、可選地或可替代地，所述彈性件為彈簧，所述彈簧圍繞在所述第一桿段外側(cè)，并且所述彈簧的一端抵靠到所述第二桿段，另一端抵靠到所述承載頭主體。

13、可選地或可替代地，所述防滑片座包括裝配在所述承載頭主體中的第一座區(qū)段和裝配在所述安裝孔中的第二座區(qū)段。

14、可選地或可替代地，所述承載頭主體構(gòu)造有朝向所述保持環(huán)開口的裝配孔，所述裝配孔的尺寸和位置與所述第一座區(qū)段匹配，所述裝配孔與所述第一座區(qū)段螺紋配合。

15、可選地或可替代地，所述承載頭包括沿所述保持環(huán)的周向分布的多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)。

16、可選地或可替代地，多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)沿所述保持環(huán)的周向均勻分布。

17、可選地或可替代地，所述保持環(huán)在朝向所述拋光單元的一側(cè)構(gòu)造有多個(gè)溝槽，多個(gè)所述溝槽沿所述保持環(huán)的周向均勻分布，相鄰兩個(gè)所述溝槽之間設(shè)置一個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)，或相鄰兩個(gè)所述溝槽之間均勻間隔設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)。

18、根據(jù)本申請(qǐng)的另一方面，提供一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，所述化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備包括根據(jù)前述方面所述的承載頭。

19、根據(jù)本申請(qǐng)的用于晶圓加工的承載頭及化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，通過(guò)在保持環(huán)處設(shè)置可軸向伸縮的防滑片機(jī)構(gòu)，使得在保持環(huán)與拋光單元軸向分開導(dǎo)致晶圓具有徑向滑出的趨勢(shì)時(shí)，防滑片機(jī)構(gòu)的防滑片主體能夠自保持環(huán)伸出以阻擋晶圓，從而避免了晶圓滑出的風(fēng)險(xiǎn)，減少了晶圓破碎，并且使得保持環(huán)壓力能夠具有較低的壓力下限而不使晶圓滑出，擴(kuò)大了保持環(huán)壓力的調(diào)節(jié)范圍，提高了化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備的拋光調(diào)節(jié)范圍和操控靈活性和準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高了晶圓加工的有效性和精度。

技術(shù)特征：

1.一種用于晶圓加工的承載頭，其特征在于，所述承載頭包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載頭，其特征在于，所述防滑片主體包括軸向延伸的桿件和連接在所述桿件的朝向所述拋光單元的一端的滾珠組件，所述防滑片主體通過(guò)所述滾珠組件與所述拋光單元滾動(dòng)接觸。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的承載頭，其特征在于，所述滾珠組件包括連接塊和滾珠，所述連接塊構(gòu)造有朝向所述拋光單元開口的半球形的滾動(dòng)腔，所述滾珠部分地容納在所述滾動(dòng)腔中，并且相對(duì)于所述滾動(dòng)腔可沿各個(gè)方向滾動(dòng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承載頭，其特征在于，所述滾珠組件還包括設(shè)置在所述滾動(dòng)腔的內(nèi)壁與所述滾珠之間的一個(gè)或多個(gè)輔助滾珠，所述輔助滾珠的直徑等于所述滾動(dòng)腔的內(nèi)半徑與所述滾珠的外半徑之差。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的承載頭，其特征在于，所述滾動(dòng)腔構(gòu)造有自其周緣徑向向內(nèi)延伸的擋環(huán)，所述滾珠穿過(guò)所述擋環(huán)部分地容納在所述滾動(dòng)腔中，所述擋環(huán)的內(nèi)直徑與所述滾珠的外直徑適配。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的承載頭，其特征在于，所述連接塊朝向所述桿件的一端與所述桿件螺紋連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的承載頭，其特征在于，所述連接塊朝向所述桿件的一端構(gòu)造有背離所述桿件凹進(jìn)的螺紋孔，所述桿件朝向所述連接塊的一端構(gòu)造有與所述螺紋孔匹配的外螺紋，所述連接塊和所述桿件經(jīng)由所述螺紋孔和所述外螺紋進(jìn)行螺紋連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的承載頭，其特征在于，所述防滑片主體經(jīng)由彈性件彈性抵接到所述承載頭主體，所述防滑片主體壓縮所述彈性件以縮回到所述安裝孔中，并且所述防滑片主體經(jīng)由所述彈性件的伸展而從所述保持環(huán)伸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的承載頭，其特征在于，所述安裝孔包括依次遠(yuǎn)離所述承載頭主體的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段配置成容納所述防滑片座，所述第二孔段配置成供所述防滑片主體穿過(guò)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的承載頭，其特征在于，所述防滑片座包括軸向延伸的容納腔，所述容納腔背對(duì)所述承載頭主體的底部構(gòu)造有通孔；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的承載頭，其特征在于，所述彈性件為彈簧，所述彈簧圍繞在所述第一桿段外側(cè)，并且所述彈簧的一端抵靠到所述第二桿段，另一端抵靠到所述承載頭主體。

12.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的承載頭，其特征在于，所述防滑片座包括裝配在所述承載頭主體中的第一座區(qū)段和裝配在所述安裝孔中的第二座區(qū)段。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的承載頭，其特征在于，所述承載頭主體構(gòu)造有朝向所述保持環(huán)開口的裝配孔，所述裝配孔的尺寸和位置與所述第一座區(qū)段匹配，所述裝配孔與所述第一座區(qū)段螺紋配合。

14.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的承載頭，其特征在于，所述承載頭包括沿所述保持環(huán)的周向分布的多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的承載頭，其特征在于，多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)沿所述保持環(huán)的周向均勻分布。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的承載頭，其特征在于，所述保持環(huán)在朝向所述拋光單元的一側(cè)構(gòu)造有多個(gè)溝槽，多個(gè)所述溝槽沿所述保持環(huán)的周向均勻分布，相鄰兩個(gè)所述溝槽之間設(shè)置一個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)，或相鄰兩個(gè)所述溝槽之間均勻間隔設(shè)置兩個(gè)或更多個(gè)所述防滑片機(jī)構(gòu)。

17.一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的承載頭。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N用于晶圓加工的承載頭及化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。承載頭包括：承載頭主體；設(shè)置于承載頭主體朝向晶圓的一側(cè)的保持環(huán)，保持環(huán)將晶圓限定在其中，保持環(huán)構(gòu)造有軸向貫通的安裝孔；以及至少部分地設(shè)置在安裝孔中的防滑片機(jī)構(gòu)，防滑片機(jī)構(gòu)包括軸向貫通的防滑片座和穿過(guò)防滑片座的防滑片主體；防滑片主體配置成可軸向伸縮，以在保持環(huán)抵靠拋光單元時(shí)縮回到安裝孔中，并且在保持環(huán)與拋光單元軸向分開時(shí)從保持環(huán)伸出以阻擋晶圓從保持環(huán)滑出。根據(jù)本申請(qǐng)的技術(shù)方案，有效避免了晶圓滑出，減少了晶圓破碎的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：孟松林,路新春,程子政,張洪蛟,王科
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華海清科股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10