[发明专利]一种抛光头及半导体晶圆平坦化设备

说明书

本发明公开了一种抛光头及半导体晶圆平坦化设备，应用于半导体加工技术领域，驱动盘下表面划分有位于中心区域的晶圆加压区，和外圈加压区；晶圆加压区设置有第一加压装置，外圈加压区设置有第二加压装置，第一加压装置与第二加压装置相互独立设置；第二加压装置连接有保持环，通过控制向保持环施加的压力，保持晶圆加工时不飞片的同时，控制抛光垫的形变从而控制待抛光晶圆的边缘去除量。通过设置相互独立的第一加压装置和第二加压装置，单独控制第一加压装置对晶圆固定装置施加压力，以及单独控制第二加压装置对保持环施加压力，可以根据需要的去除量单独通过晶圆固定装置对晶圆施加可控的压力，从而实现对晶圆边缘去除量的控制。

技术领域

本发明涉及半导体加工技术领域，特别是涉及一种抛光头以及一种半导体晶圆平坦化设备。

背景技术

化学机械抛光装置主要用于对晶圆在膜沉积工艺后的微观粗糙表面进行全局平坦化处理,以便进行后续的半导体工艺过程。其中，抛光头起着十分关键的作用。对于晶圆，边缘去除量控制能力直接影响了晶圆边缘质量；晶圆加压时的均匀性直接影响着晶圆的平坦度。所以如何提供一种可以单独对抛光工艺中晶圆边缘去除量单独控制的抛光头是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抛光头，可以控制晶圆的边缘去除量；本发明的另一目的在于提供一种半导体晶圆平坦化设备，可以控制晶圆的边缘去除量。

为解决上述技术问题，本发明提供一种抛光头，包括驱动盘，保持环和晶圆固定装置；

所述驱动盘下表面划分有位于中心区域的晶圆加压区，和包围所述晶圆加压区的外圈加压区；所述晶圆加压区设置有第一加压装置，所述外圈加压区设置有第二加压装置，所述第一加压装置与所述第二加压装置相互独立设置；

所述第二加压装置连接有保持环，保持待抛光晶圆加工时不飞片的同时，通过控制向所述保持环施加的压力，控制抛光垫的形变从而控制待抛光晶圆的边缘去除量；所述第一加压装置连接有所述晶圆固定装置。

可选的，所述第一加压装置包括位于所述晶圆加压区的第一柔性薄膜，以及用于向所述第一柔性薄膜输送空气的晶圆加压通道；所述第二加压装置包括位于所述外圈加压区的第二柔性薄膜，以及用于向所述第二柔性薄膜输送空气的外圈加压通道。

可选的，还包括扭矩传递装置，所述扭矩传递装置包括与所述驱动盘固定连接的驱动外齿轮，与所述驱动外齿轮相互啮合的驱动内齿轮；位于所述驱动内齿轮下方，与所述驱动内齿轮固定连接的保持环内齿轮，与所述保持环内齿轮啮合的保持环外齿轮；所述保持环内齿轮与所述晶圆固定装置固定连接，所述保持环外齿轮与所述保持环固定连接。

可选的，所述驱动内齿轮的上表面设置有延伸至所述驱动外齿轮上方的上限位凸起，所述上限位凸起与所述驱动外齿轮之间设置有滑动行程间隙。

可选的，所述晶圆固定装置设置有延伸至所述保持环外齿轮下方的下限位凸起，所述下限位凸起与所述保持环外齿轮之间设置有滑动行程间隙。

可选的，所述第二加压装置下表面固定连接有受压环，所述受压环下表面固定连接有所述保持环外齿轮，所述保持环外齿轮下表面固定连接有保持环固定环，所述保持环固定环下表面固定连接有所述保持环。

可选的，所述晶圆固定装置的下表面设置有背膜，所述晶圆固定装置还设置有用于向所述背膜与待抛光晶圆之间输送空气，与晶圆之间形成空气层以弥补所述背膜的厚度变化。

可选的，所述背压通道包括多个输出口，所述输出口在所述背膜所在区域均匀分布。

可选的，所述背压通道还用于抽真空吸附所述待抛光晶圆。

本发明还提供了一种半导体晶圆平坦化设备，包括上述任一项所述的抛光头。