[发明专利]化学机械抛光晶圆承载器

摘要

一种化学机械抛光晶圆承载器，采用上球面轴承、下球面轴承、上十字联轴节、下十字联轴节、固定在集流盘上的支撑柱以及与支撑柱滑动连接的安装环和上盖上的导向孔构成万向节结构，带动晶圆自动产生万向偏摆；夹持环上的外撑螺钉、保持环上的与外撑螺钉成配合副的限位孔以及气囊构成保持环移动限位机构，使保持环寿命延长、更换周期合理、容易；保持环、夹持环和调整垫片构成晶圆存放平面槽的深度微调机构，更换调整垫片保持晶圆安装槽深度在规定范围内。本发明在改善“边缘效应”的同时，上盖、集流盘采用工艺孔结构，使晶圆分区域控制的背压流体分布均衡、作用面积大且管路安装方便。本发明结构设计尺寸大，可满足大直径晶圆抛光要求。

主权项

一种化学机械抛光晶圆承载器，包括连接在抛光主轴上的上盖（1）以及抛光主轴与上盖（1）之间连接的若干液压管路，还包括安装环（2）、集流盘（3）、夹持环（4）、保持环（5）、膨胀气囊（10）、晶片安装盘（11）、背膜（12）以及通过抛光主轴、上盖（1）与集流盘（3）连接的背压流体管路（8），其中，保持环（5）的下平面突出晶片安装盘（11）粘贴的背膜（12）的下表面形成晶圆存放平面槽（18），化学机械抛光晶圆承载器的特征在于：所述上盖（1）的下面安装一个环形的上球面轴承（6），集流盘（3）的上面安装一个环形的下球面轴承（7），上球面轴承（6）的内径表面扣压在下球面轴承（7）的外径表面上成工作配合副，所述上盖（1）的下表面中心处静配合连接一个柔性材料制作的上十字联轴节（38），集流盘（3）的上表面中心处静配合连接一个柔性材料制作的下十字联轴节（39），上十字联轴节（38）和下十字联轴节（39）为柔性结构并通过螺钉连接，所述上盖（1）的下表面外缘固定连接环形的安装环（2），安装环（2）连同上盖（1）沿圆周方向均布对称地设有若干导向孔，所述每个导向孔内均滑动连接一个限动柱（40）的上部，限动柱（40）的下部螺纹固定连接在集流盘（3）的上表面，所述上球面轴承（6）、下球面轴承（7）、上十字联轴节（38）、下十字联轴节（39）、固定在集流盘（3）上的限动柱（40）以及与限动柱（40）滑动连接的安装环（2）和上盖（1）上的导向孔构成万向节摆动结构；所述集流盘（3）通过螺钉固定连接夹持环（4），所述晶片安装盘（11）处在夹持环（4）中心孔中，并通过上部边缘的凸台搭接在夹持环（4）中心孔内的下部边缘的台阶上，夹持环（4）的台阶与集流盘（3）共同夹紧连接晶片安装盘（11），所述夹持环（4）的外侧表面下部沿圆周呈细颈状，细颈体上滑动地套接保持环（5），夹持环（4）的细颈体外表面周向对称地均布设有若干螺钉孔，每个螺钉孔内均螺纹埋设连接一个二阶轴状的由粗细两部分组成的外撑螺钉（14），所述保持环（5）上一一对应每个外撑螺钉（14）均布设有若干上下方向开设的条状限位孔，所述外撑螺钉（14）粗端台阶处的端面与所述保持环（5）于限位孔边缘处的内壁面呈胀撑状的静配合连接，外撑螺钉（14）的细颈部分处在所述保持环（5）的限位孔中，与限位孔滑动连接，所述夹持环（4）上的外撑螺钉（14）、保持环（5）上的与外撑螺钉（14）成工作配合副的限位孔以及气囊（10）构成保持环（5）的移动限位机构，所述保持环（5）在气囊（10）外侧处的上平面与夹持环（4）的下平面之间设有调整垫片（13），所述保持环（5）、夹持环（4）和调整垫片（13）构成晶圆存放平面槽（18）的深度微调机构。