[发明专利]一种晶圆研磨头以及晶圆吸附方法

说明书

本发明提供了一种晶圆研磨头已经晶圆吸附方法，所述晶圆研磨头包括研磨头本体以及环绕在研磨头本体外围的固定装置；所述固定装置包括紧密设置的第一圆环和第二圆环；所述研磨头本体、第一圆环与第二圆环保持同心；所述研磨头本体上设置有第一气路以及第二气路；所述第一圆环上均匀设置有通气凹槽；所述通气凹槽与第二气路相通。本发明提供的晶圆研磨头结构简单，便于加工，有利于工业化生产；可以通过对内部气路的分配，而后通过机台便可精确控制300mm Head底部吸附膜作用于晶圆表面的压力，达到加载、卸载晶圆并对其研磨的效果。

技术领域

本发明属于化学机械研磨领域，涉及一种晶圆研磨头，尤其涉及一种晶圆研磨头以及晶圆吸附方法。

背景技术

晶圆(Wafer)，是生产集成电路所用的载体，多指单晶硅圆片。

单晶硅圆片由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了晶圆。晶圆是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至研发更大规格(14英寸、15英寸、16英寸、……20英寸以上等)。晶圆越大，同一圆片上可生产的IC就越多，可降低成本；但要求材料技术和生产技术更高。

在晶圆的生产过程中，对晶圆进行抛光是半导体工艺中的常规步骤，在对晶圆进行抛光时，首先通过机械手把晶圆放置在晶圆承载台上，然后再把晶圆从晶圆承载台上吸附到研磨头上，研磨头会抽取真空产生负压，从而吸附住晶圆，之后研磨头携带晶圆一起进行研磨。

但晶圆从晶圆承载台上被吸附到研磨头的过程中，由于气压或者其他机械压力的存在，晶圆的表面会承压。当晶圆承载台存在不合理的结构，比如晶圆承载台的中部下凹过多，达到5mm左右；或者研磨头存在不合理的结构，比如晶圆传感器凸出较多、弹簧较硬，研雪头上的压力分布不合适等，都会导致晶圆由于受力而破碎。晶圆的破碎将造成很大的经济损失，尤其对于具有高深宽比的TSV(through silicon vias)晶圆来说，晶圆破碎的损失非常严重。

CN 209681910U公开了一种晶圆研磨装置高速研磨头，所述晶圆研磨装置高速研磨头包括研磨头主体、气压板、研磨头隔膜、研磨头主轴、晶圆、研磨垫、弹性限位机构、润滑油导入机构、润滑油导出机构、气体管、气压室、滑槽，所述研磨头主体是一个倒凹形主体，所述研磨头主体的上方设置有研磨头主轴，所述研磨头主体通过研磨头主轴与研磨装置固定连接，所述倒凹形的研磨头主体的两侧主体内设置有滑槽，所述气压板两侧设置有滑块。

CN 104942697A公开了一种晶圆研磨头以及晶圆吸附方法，所述晶圆研磨头呈圆形，晶圆研磨头的下表面平坦，形成晶圆吸附区，所述晶圆吸附区由内至外依次形成第一区、第二区、第三区、外围区和晶圆保持环，所述第一区是圆形，第二区、第三区、外围区和晶圆保持环是环形，第一区、第二区、第三区、外围区和晶圆保持环同心，在吸附晶圆时，第一区和第三区形成负压，第二区和外围区形成正压，吸附完成后，晶圆保持环形成负压；在第一区、第二区或者第三区中布置有晶圆传感器，晶圆传感器安装在形成于晶圆研磨头中的孔中，晶圆传感器的尾部通过弹簧连接到晶圆研磨头，晶圆传感器的端部在未吸附晶圆时延伸超出所述晶圆研磨头的下表面，晶圆吸附完成时晶圆传感器由所吸附的晶圆压回所述孔中，其中所述弹簧的弹性系数符合：所述弹簧形成的弹簧力小于晶圆表面的破碎应力。该专利提供的晶圆研磨头结构复杂，不利用广泛应用。