[实用新型]研磨头组件和化学机械研磨设备

说明书

该实用新型涉及一种研磨头组件和化学机械研磨设备。所述研磨头组件包括：研磨头，包括具有一开口的腔体和卡盘板，卡盘板设置于所述腔体开口处，用于固定晶圆；压力控制单元，设置于腔体内，包括：压力腔和密封件，所述密封件第一端连接所述卡盘板表面，第二端隔离所述压力腔与所述腔体，当所述卡盘板固定有晶圆时，所述压力腔内的压力保持恒定，当晶圆从研磨头中滑出后，卡盘板连同所述密封件位置发生移动，使得压力腔内压力发生变化；压力管道，用于连通所述压力腔与压力供应端；压力传感器，用于连接所述压力管道，用于检测所述压力腔内的压强。上述研磨头组件，能够对晶圆滑出所述研磨头的情况进行检测，提高对晶圆进行研磨加工时的产率。

技术领域

本实用新型涉及晶圆生产制造加工设备领域，具体涉及一种研磨头组件和化学机械研磨设备。

背景技术

随着半导体工业飞速发展，电子器件尺寸逐渐缩小，要求晶圆的表面平整度能够达到纳米级。传统平坦化技术仅仅能够实现局部平坦化，当最小特征尺寸达到0.25μm以下时，就必须进行全局平坦化。常见的传统平面化技术有很多，如热流法、旋转玻璃法、回蚀法等，但它们都属于局部平坦化工艺，不能做到全局平坦化。

90年代兴起的化学机械抛光技术可以实现全局平坦化技术。化学机械抛光技术能够从加工性能上和速度上同时满足晶圆的加工要求。化学机械抛光亦称为化学机械研磨，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术

现有技术中，通常使用化学机械研磨设备的研磨头来研磨晶圆，使晶圆表面实现全局平坦化。在使用研磨头研磨晶圆的过程中，研磨头内部会挤压所述晶圆，以具有更好的研磨效果。但在挤压晶圆的过程中，很容易将晶圆挤出研磨头，影响最终对晶圆的加工效果和晶圆产率。

现有技术中，通常使用安装在研磨头外部的晶圆滑出检测传感装置来检测所述晶圆是否滑出所述研磨头。所述晶圆滑出检测传感装置利用光反射原理来检测晶圆是否滑出。但是使用这种方式有可能会出现误侦测、漏侦测的情况，检测的准确度不高。当出现检测的漏误时，很有可能会导致晶圆毁损、甚至报废，影响晶圆的产率

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨头组件和化学机械研磨设备，能够提高晶圆产率。

为解决上述技术问题，以下提供了一种研磨头组件，包括：研磨头，包括具有一开口的腔体和卡盘板，所述卡盘板设置于所述腔体开口处，所述卡盘板的正面用于固定晶圆；压力控制单元，设置于所述腔体内，包括：压力腔和密封件，所述密封件第一端连接所述卡盘板背面，第二端隔离所述压力腔与所述腔体，当所述卡盘板固定有晶圆时，所述压力腔内的压力保持恒定，当晶圆从研磨头中滑出后，卡盘板连同所述密封件位置发生移动，使得所述压力腔内压强发生变化；压力管道，用于连通所述压力腔与压力供应端；压力传感器，用于连接所述压力管道，用于检测所述压力腔内的压强。

可选的，还包括泄压腔，与所述压力腔连通，所述密封件的第二端隔离所述泄压腔与所述腔体，且当所述卡盘板固定有晶圆时，所述密封件隔离所述泄压腔与所述压力腔，当晶圆从研磨头中滑出后，卡盘板连同所述密封件位置发生移动，所述泄压腔与压力腔连通，压力腔内气体通过所述泄压腔泄出使得压力腔内压强发生变化。

可选的，还包括泄压管道，连通所述泄压腔与大气环境。

可选的，所述密封件包括顶针，所述顶针第一端连接至所述卡盘板背面，第二端穿过所述泄压腔，伸入所述压力腔内，且所述第二端具有第一密封层和第二密封层，所述第一密封层用于隔离所述泄压腔和所述腔体，所述第二密封层用于在所述卡盘板固定有晶圆时隔离所述压力腔和泄压腔。

可选的，所述密封件还包括一弹簧，设置于所述顶针的第二端与所述压力腔的腔体壁之间，且所述弹簧的弹力方向与所述密封件的可运动方向相一致。