本申請(qǐng)實(shí)施例涉及晶圓拋光，尤其涉及一種用于晶圓加工的承載頭、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在半導(dǎo)體制造過程中，晶圓拋光是其中一個(gè)工藝步驟。目前的承載頭大多存在吸附不穩(wěn)定、操作復(fù)雜等問題，影響了拋光效率和質(zhì)量。承載頭可通過彈性膜壓力調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)取、放晶圓系列動(dòng)作。但當(dāng)晶圓較薄亦或是用在大壓力(hdf)制程中取放晶圓fa?i?l率大幅度升高，如第三代半導(dǎo)體sic晶圓的拋光過程中，由于s?ic基材彈性模量高、比剛度大，化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，需要采用大壓力(7ps?i)長(zhǎng)時(shí)間拋光(15～30min)，這樣導(dǎo)致彈性膜和晶圓間出現(xiàn)“粘死”現(xiàn)象，常規(guī)取放片設(shè)置無法順利放下晶圓。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種用于晶圓加工的承載頭、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，能夠避免第二彈性膜充氣膨脹與第一彈性膜接觸，導(dǎo)致第一彈性膜發(fā)生變形。

2、根據(jù)本申請(qǐng)第一方面提供了一種用于晶圓加工的承載頭，包括：主體部，其內(nèi)部具有第一通氣管路和第二通氣管路；第一彈性膜，其與所述主體部的朝向晶圓的表面連接，并與所述主體部之間限定出中心腔體和多個(gè)環(huán)形腔體，所述中心腔體與多個(gè)所述環(huán)形腔體均與所述第一通氣管路連通，以使所述第一彈性膜能夠吸附和松脫晶圓，且多個(gè)所述環(huán)形腔體中的至少一個(gè)朝向所述晶圓的表面設(shè)有多個(gè)氣孔；第二彈性膜，其位于具有多個(gè)所述氣孔的所述環(huán)形腔體內(nèi)，所述第二彈性膜能夠與所述第二通氣管路連通，使所述第二彈性膜膨脹和收縮以封堵和敞開所述氣孔；當(dāng)所述第二彈性膜膨脹時(shí)，所述第二彈性膜與所述環(huán)形腔體的內(nèi)壁無接觸，且所述第二彈性膜的橫截面的底壁的寬度小于所述環(huán)形腔體的橫截面的底壁的寬度，所述第二彈性膜的橫截面的頂壁的寬度小于其底壁的寬度。

3、可選地，所述第一彈性膜包括外周縱壁、第一彈性底壁、多個(gè)內(nèi)周縱壁和第一頂壁，所述第一頂壁與所述主體部的下表面連接，所述第一彈性底壁與所述主體部的下表面之間通過所述外周縱壁連接，并形成內(nèi)部腔室，所述多個(gè)內(nèi)周縱壁均同心設(shè)置至所述外周縱壁的內(nèi)側(cè)，且多個(gè)所述內(nèi)周縱壁的直徑不同，以將所述內(nèi)部腔室分隔為位于中部的圓形的所述中心腔體和多個(gè)與所述中心腔體同心的所述環(huán)形腔體。

4、可選地，所述第二彈性膜包括第二彈性底壁、褶皺側(cè)壁和第二頂壁，所述第二頂壁與所述主體部的下表面連接，所述第二頂壁與所述第二彈性底壁之間通過褶皺側(cè)壁連接以形成充氣腔室，所述充氣腔室與所述第二通氣管路連通。

5、可選地，所述第二彈性膜的橫截面為梯形，當(dāng)所述第二彈性膜膨脹時(shí)，所述第二頂壁的寬度為所述第一頂壁的寬度的二分之一，第二彈性底壁的寬度為所述第一彈性底壁的寬度的三分之二。

6、可選地，所述第二彈性膜的側(cè)壁為具有褶皺的褶皺側(cè)壁。

7、可選地，所述第二彈性膜與所述第一彈性膜的滿足如下關(guān)系：其中，t1為所述第二彈性膜的側(cè)壁的厚度，t2為所述內(nèi)周縱壁的厚度。

8、可選地，所述第二彈性膜與所述第一彈性膜滿足如下關(guān)系：b>5t1；其中，t1為所述第二彈性膜的側(cè)壁的厚度；t2為內(nèi)周縱壁的厚度；b為褶皺側(cè)壁的單個(gè)褶皺的寬度。

9、可選地，所述第二彈性膜的硬度小于所述第一彈性膜，所述第二彈性膜的硬度取值范圍為37ha至42ha。

10、可選地，所述第二彈性膜的外表面外覆防粘層，所述防粘層為硅橡膠層，所述防粘層的厚度在0.3mm至0.5mm之間，所述防粘層具有紋理，且所述防粘層的表面粗糙度為1.0。

11、根據(jù)本申請(qǐng)第二方面提供了一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，包括承載頭，所述承載頭為上述第一方面所述的承載頭。

12、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例提供的承載頭，設(shè)有第二彈性膜的環(huán)形腔體的第一彈性底壁開設(shè)有氣孔，并可以通過第二彈性膜的膨脹和收縮將氣孔封堵和敞開，由此能夠?qū)崿F(xiàn)將晶圓按壓在拋光墊上或吸附晶圓。通過氣孔還可以吹出氣體使晶圓由承載頭脫離。并且第二彈性膜膨脹時(shí)，第二彈性膜與環(huán)形腔體的內(nèi)壁無接觸，第二彈性膜的橫截面的底壁的寬度小于環(huán)形腔體的橫截面的底壁的寬度，第二彈性膜的橫截面的頂壁的寬度小于其底壁的寬度。即第二彈性膜的橫截面形狀可以為梯形結(jié)構(gòu)，并且其底壁的寬度小于第一彈性膜的底壁的寬度，進(jìn)一步避免第二彈性膜膨脹時(shí)與第一彈性膜的側(cè)壁接觸，能夠避免由于第二彈性膜與第一彈性膜接觸導(dǎo)致壓力傳遞給第一彈性膜，由此造成第一彈性膜的壓力傳遞不均勻，導(dǎo)致第一彈性膜傳遞至晶圓的壓力不穩(wěn)定，造成晶圓拋光作業(yè)時(shí)效率低或者導(dǎo)致晶圓損壞。

技術(shù)特征：

1.一種用于晶圓加工的承載頭，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載頭，其特征在于，所述第一彈性膜包括外周縱壁、第一彈性底壁、多個(gè)內(nèi)周縱壁和第一頂壁，所述第一頂壁與所述主體部的下表面連接，所述第一彈性底壁與所述主體部的下表面之間通過所述外周縱壁連接，并形成內(nèi)部腔室，所述多個(gè)內(nèi)周縱壁均同心設(shè)置至所述外周縱壁的內(nèi)側(cè)，且多個(gè)所述內(nèi)周縱壁的直徑不同，以將所述內(nèi)部腔室分隔為位于中部的圓形的所述中心腔體和多個(gè)與所述中心腔體同心的所述環(huán)形腔體。

3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜包括第二彈性底壁、褶皺側(cè)壁和第二頂壁，所述第二頂壁與所述主體部的下表面連接，所述第二頂壁與所述第二彈性底壁之間通過褶皺側(cè)壁連接以形成充氣腔室，所述充氣腔室與所述第二通氣管路連通。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜的橫截面為梯形，當(dāng)所述第二彈性膜膨脹時(shí)，所述第二頂壁的寬度為所述第一頂壁的寬度的二分之一，第二彈性底壁的寬度為所述第一彈性底壁的寬度的三分之二。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜的側(cè)壁為具有褶皺的褶皺側(cè)壁。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜與所述第一彈性膜的滿足如下關(guān)系：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜與所述第一彈性膜滿足如下關(guān)系：

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜的硬度小于所述第一彈性膜，所述第二彈性膜的硬度取值范圍為37ha至42ha。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的承載頭，其特征在于，所述第二彈性膜的外表面外覆防粘層，所述防粘層為硅橡膠層，所述防粘層的厚度在0.3mm至0.5mm之間，所述防粘層具有紋理，且所述防粘層的表面粗糙度為1.0。

10.一種化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，其特征在于，包括承載頭，所述承載頭為權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的承載頭。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種用于晶圓加工的承載頭、化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，承載頭包括：主體部；第一彈性膜，其與主體部的朝向晶圓的表面連接，并與主體部之間限定出中心腔體和多個(gè)環(huán)形腔體，中心腔體與多個(gè)環(huán)形腔體均與第一通氣管路連通，以使第一彈性膜能夠吸附和松脫晶圓，且多個(gè)環(huán)形腔體中的至少一個(gè)朝向晶圓的表面設(shè)有多個(gè)氣孔；第二彈性膜，其位于具有多個(gè)氣孔的環(huán)形腔體內(nèi)，第二彈性膜能夠膨脹和收縮以封堵和敞開氣孔；當(dāng)?shù)诙椥阅づ蛎洉r(shí)，第二彈性膜與環(huán)形腔體的內(nèi)壁無接觸。本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種用于晶圓加工的承載頭、裝置和晶圓拋光方法，能夠避免第二彈性膜充氣膨脹與第一彈性膜接觸，導(dǎo)致第一彈性膜發(fā)生變形。

技術(shù)研發(fā)人員：路新春,王宇,張洪蛟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華海清科股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2