[发明专利]一种晶圆装载支架、晶圆装载系统及晶圆装片方法

权利要求书

1.一种CMP工艺的晶圆装载支架，包含基座(1)及位于其上的承片座(4)，所述承片座(4)用于放置晶圆，所述晶圆装载支架与用于装载晶圆的抛光头相配合，所述抛光头包括控制所述抛光头垂直方向运动的第一压力介质腔体(61)、通过加载压力保持腔体密闭的第二压力介质腔体(62)、与所述第二压力介质腔体(62)相连的第三压力介质腔体(63)以及用于吸附晶圆并与所述第三压力介质腔体(63)接触的吸附膜(64)，其特征在于，所述承片座(4)在所述基座(1)上升时带动所述晶圆抬升，并在与已产生抛光头外方向圆弧形形变的所述吸附膜(64)接触后，所述承片座(4)可进一步抬升使所述晶圆与所述吸附膜(64)贴合；

所述承片座(4)为边缘高中心低的盆形托架结构，使得所述晶圆与所述吸附膜(64)完全接触过程中，所述晶圆的边缘与所述承片座(4)接触且所述晶圆的中间区域不与所述承片座(4)接触，避免晶圆下表面受承片座挤压而引入划痕、颗粒缺陷。

2.如权利要求1所述的晶圆装载支架，其特征在于，

所述承片座(4)下部连接有升降板(2)，所述承片座(4)通过所述升降板(2)继续上升以进一步抬升晶圆的高度，所述承片座(4)在继续抬升过程中挤压已产生圆弧形形变的所述吸附膜(64)且与所述承片座(4)上的晶圆接触面积增大，此时所述吸附膜(64)产生形变，该形变先接触晶圆中心位置并逐步向外延伸直至与晶圆完全接触，排除晶圆与承片座之间的空气。

3.如权利要求2所述的晶圆装载支架，其特征在于，

所述承片座(4)的下部通过若干个止动螺栓与所述升降板(2)的上部连接，用以控制所述承片座(4)的升降动作。

4.如权利要求2或3所述的晶圆装载支架，其特征在于，所述基座的升降高度为5mm≤Ha≤150mm，所述承片座(4)的升降高度0mm≤Hb≤30mm。

5.如权利要求1所述的晶圆装载支架，其特征在于，

所述抛光头的所述第三压力介质腔体(63)设置为一个或多个，

用以调节不同区域的气压，控制所述抛光头的吸附膜(64)形态。

6.如权利要求1所述的晶圆装载支架，其特征在于，

所述抛光头的所述第二压力介质腔体(62)加载的设定压力为0.1

psi≤P2≤9.0psi；

所述抛光头的所述第三压力介质腔体(63)注入有气体使所述吸附膜(64)产生圆弧形形变的压力值为0.1psi≤P3≤8.0psi，加压时间为200ms≤t3≤8000ms。

7.如权利要求1所述的晶圆装载支架，其特征在于，

当所述抛光头的所述吸附膜(64)与所述承片座(4)上的晶圆接触后将所述第三压力介质腔体(63)由加压状态改变为真空状态，所述吸附膜和所述晶圆被吸附至所述抛光头；

所述第三压力介质腔体(63)改变为真空状态的真空数值为-9.0psi≤Vac≤-0.1psi。

8.一种基于如权利要求1-7任意一项中所述的晶圆装载支架的晶圆装片方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

S1、将晶圆置于晶圆装载支架的承片座上；

S2、对所述抛光头的第三压力介质腔体注入气体使得所述抛光头的吸附膜向抛光头外方向产生圆弧形形变；

S3、对抛光头的第二压力介质腔体加载设定压力并保持腔体密闭的状态；

S4、装载晶圆的承片座随着基座抬升而上升至装载位置，晶圆与其上方的所述吸附膜接触；

S5、所述承片座在基座抬升晶圆基础上可进一步上升，继续抬升晶圆，所述承片座向上抬升对吸附膜产生向上的压力，吸附膜产生形变，该形变先接触晶圆中心位置并逐步向外延伸直至与晶圆完全接触，排尽晶圆与吸附膜之间的空气；

S6、将与所述吸附膜接触的第三压力介质腔体由加压状态转为真空状态，所述吸附膜和所述晶圆被吸附至所述抛光头。