本发明专利技术公开了一种抛光头和基板抛光装置及研磨方法，该抛光头包括：本体；吸附保持组件，固定设置在所述本体的底部中心位置，用于吸附基板，并将基板按压在抛光面上；边缘施力组件，设置在所述吸附保持组件的外周侧且位于所述本体的下方，所述边缘施力组件底壁适于按压在基板的周边区域，以调节基板的边缘区域受到的抛光压力。本发明专利技术中通过设置边缘施力组件可调节对基板边缘研磨量的控制；同时还设置有吸附保持组件，通过调节各通气槽和与其连通的各封闭吸附腔内的气压值，能够调节对基板中部位置的研磨量，从而提高基板表面的均匀性和一致性，达到高平坦化的目的。达到高平坦化的目的。达到高平坦化的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种抛光头和基板抛光装置及研磨方法
[0001]本专利技术涉及化学机械抛光
，具体涉及一种抛光头和基板抛光装置及研磨方法。
技术介绍
[0002]集成电路制造工艺过程通常是指将导体、半导体、绝缘层以一定的工艺顺序沉积在特定的基板上，如硅基基板。在制造工艺过程中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是一种全局平坦化的超精密表面加工技术，CMP设备主要用于对基板在膜沉积工艺后的微观粗糙表面进行全局平坦化处理。化学机械抛光通常将基板吸附于抛光头的底面，基板具有沉积层的一面按压于抛光垫上表面，抛光头在驱动组件的驱动下与抛光垫同向旋转并给予基板向下的载荷；同时研磨液通过输送系统供应到研磨垫的上表面并分布在基板与抛光垫之间，使得基板在化学和机械的共同作用下完成对基板的化学机械抛光。
[0003]随着半导体基板直径的增大和芯片关键特征尺寸的缩小，在化学机械抛光(CMP)工艺中，对于基板表面的高平坦性、均匀性、一致性以及基板边缘的磨损量要求越来越严格。现有技术中的CMP抛光头通常采用多腔室分区域柔性膜，该种柔性膜的多个腔室之间为一体式加工成型，结构较复杂，加工制造成本高，且传统柔性膜为适应结构功能传片装卸载基板，基板相对位置不能固定，工艺过程中均匀性差异大，传片装卸载过程中有一定差异性，造成传片失败风险。柔性膜通常通过其外周壁配合设置在保持环，形成柔性膜与保持环配合安装结构，由于柔性膜和保持环是成本较高的耗材，维护周期短、维护成本高。另外，由于边缘区域对于基板研磨下压力只依靠柔性隔膜气囊之间的间接传递，导致区域调节可控性差、应用反馈时效性不好，边缘压力控制效果差，基板的边缘可能会出现抛光不均匀的现象。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的CMP抛光头用多腔室分区域柔性膜，结构复杂、加工制造成本高，以及由于边缘区域对于基板研磨下压力只依靠柔性隔膜气囊之间的间接传递，导致区域调节可控性差、应用反馈时效性不好，边缘压力控制效果差，基板的边缘可能会出现抛光不均匀的问题等缺陷。
[0005]为此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种抛光头，该抛光头包括：
[0006]本体；
[0007]吸附保持组件，固定设置在所述本体的底部中心位置，用于吸附基板，并将基板按压在抛光面上；
[0008]边缘施力组件，设置在所述吸附保持组件的外周侧且位于所述本体的下方，所述边缘施力组件底壁适于按压在基板的周边区域，以调节基板的边缘区域受到的抛光压力。
[0009]可选地，所述吸附保持组件包括：
[0010]按压盘，固定安装在所述本体的底壁，用于按压基板；
[0011]真空吸附结构，包括设置在所述按压盘底壁上的通气槽，以及设置在所述通气槽外周侧的密封圈，所述通气槽适于与所述抽真空装置相连通；
[0012]在所述按压盘按压于基板上时，所述密封圈与所述基板密封接触，以在所述按压盘与基板之间形成与所述通气槽相连通的封闭吸附腔。
[0013]可选地，所述真空吸附结构包括沿所述按压盘的径向间隔排布设置的多组通气槽；
[0014]每组所述通气槽至少对应一密封圈，所述密封圈呈环形并沿所述按压盘的径向间隔排布设置在与其对应的通气槽的外周侧。
[0015]可选地，所述通气槽为开设在按压盘底壁上的环形槽；环形的通气槽与按压盘同轴设置，且沿所述按压盘的径向，多个所述通气槽由内向外依次嵌套且间隔排布。
[0016]可选地，每组所述通气槽包括一个环形的通气槽，每个所述通气槽对应一个环形的密封圈；
[0017]多个密封圈与多个所述通气槽均同轴设置，沿所述按压盘的径向多个所述密封圈的外径尺寸逐渐增大；
[0018]位于所述通气槽的内外两侧的两个密封圈与按压盘底壁以及被吸附的基板配合形成所述封闭吸附腔。
[0019]可选地，所述边缘施力组件包括：
[0020]环体，所述环体沿施力方向依次设有第一软膜腔室和第二软膜腔室，其中，第一软膜腔室和第二软膜腔室相互独立，第二软膜腔室的底部具有适于按压所述基板的作用面；
[0021]施力结构，一端位于所述第一软膜腔室内，另一端向下延伸至靠近所述第二软膜腔室的作用面的位置，所述施力结构适于在所述第一软膜腔室内的气压增大时下移以对所述第二软膜腔室的作用面施力，以按压基板的边缘区域。
[0022]可选地，所述施力结构包括：
[0023]支撑件，设置在第一软膜腔室内，适于在第一软膜腔室内压力变化时向第二软膜腔室运动并施力；
[0024]加压件，设置在所述第二软膜腔室中，所述加压件一端与所述支撑件固定安装连接，另一端向靠近所述第二软膜腔室的作用面延伸设置，所述加压件受力时可在所述第二软膜腔室中运动，以按压所述第二软膜腔室的作用面。
[0025]可选地，所述加压件靠近所述第二软膜腔室的作用面一端成型为平面。
[0026]可选地，所述边缘施力组件还包括：
[0027]限位件，包覆在所述第一软膜腔室的外周壁，适于限制所述第一软膜腔室在气体压力作用下发生径向形变。
[0028]有益效果：
[0029]1.本专利技术实施例中设置有边缘施力组件，通过调节第一软膜腔室内的气体压力可调节对基板边缘研磨量的控制；同时本实施例还设置有吸附保持组件，通过调节各通气槽和与其连通的各封闭吸附腔内的气压值，能够调节对基板中部位置的研磨量，从而提高基板表面的均匀性和一致性，达到高平坦化的目的。
[0030]2.本专利技术实施例中在按压盘底部设置有多个通气槽和与其相配合的多个密封圈，
构成沿按压盘的径向间隔排布设置的多组真空吸附结构，能够对基板进行稳定地吸附，防止基板在研磨过程中相对于按压盘发生位移，吸附更牢固，而无需再设置保持环，解决了柔性膜动态自适应按压基板进行工艺，基板相对位置不能固定，工艺均匀性较低，工艺后基板易造成报废的问题。同时，本实施例中的真空吸附结构由通气槽和环形密封圈构成，结构简单，加工维护成本低。
[0031]另外，本实施例形成了与多个通气槽一一对应连通的多个封闭吸附腔，在研磨抛光过程中，可通过控制各通气槽和与其连通的各封闭吸附腔内的气压值，以调节各封闭吸附腔对基板各径向区域位置处的吸附力大小或按压力大小，当某一吸附腔室内为正压时可对基板上与该封闭腔室对应的径向区域进行按压，当某一吸附腔室内为负压时可对基板上与该封闭腔室对应的径向区域进行吸附。通过减小某一封闭吸附腔的吸附力或增加正压按压力，使得吸附的基板上与该封闭吸附腔对应位置处研磨更充分；同理，通过增大某一封闭吸附腔的吸附力或减小正压按压力，以减小基板上与该封闭吸附腔对应位置处的研磨量，以此能够有效解决在基板研磨过程中对基板中部位置处研磨量的控制，从而提高基板表面的均匀性和一致性，达到高平坦化的目的。
[0032]3.本专利技术实施例中，在对基板进行研磨时，通过施力结构配合第二软膜腔室按压基板的边缘，使得第二软膜腔室的底面与基板完本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抛光头，其特征在于，包括：本体(1)；吸附保持组件，固定设置在所述本体(1)的底部中心位置，用于吸附基板(100)，并将基板(100)按压在抛光面上；边缘施力组件，设置在所述吸附保持组件的外周侧且位于所述本体(1)的下方，所述边缘施力组件底壁适于按压在基板(100)的周边区域，以调节基板(100)的边缘区域受到的抛光压力。2.根据权利要求1所述的抛光头，其特征在于，所述吸附保持组件包括：按压盘(2)，固定安装在所述本体(1)的底壁，用于按压基板(100)；真空吸附结构(3)，包括设置在所述按压盘(2)底壁上的通气槽(31)以及设置在所述通气槽(31)外周侧的密封圈(32)，所述通气槽(31)适于与外部抽真空装置相连通；在所述按压盘(2)按压于基板(100)上时，所述密封圈(32)与所述基板(100)密封接触，以在所述按压盘(2)与基板(100)之间形成与所述通气槽(31)相连通的封闭吸附腔。3.根据权利要求2所述的抛光头，其特征在于，所述真空吸附结构(3)包括沿所述按压盘(2)的径向间隔排布设置的多组通气槽(31)；每组所述通气槽(31)至少对应一密封圈(32)，所述密封圈(32)呈环形并沿所述按压盘(2)的径向间隔排布设置在与其对应的通气槽(31)的外周侧。4.根据权利要求3所述的抛光头，其特征在于，所述通气槽(31)为开设在按压盘(2)底壁上的环形槽；环形的通气槽(31)与按压盘(2)同轴设置，且沿所述按压盘(2)的径向，多个所述通气槽(31)由内向外依次嵌套且间隔排布。5.根据权利要求3或4所述的抛光头，其特征在于，每组所述通气槽(31)包括一个环形的通气槽(31)，每个所述通气槽(31)对应一个环形的密封圈(32)；多个密封圈(32)与多个所述通气槽(31)均同轴设置，沿所述按压盘(2)的径向多个所述密封圈(32)的外径尺寸逐渐增大；位于所述通气槽(31)的内外两侧的两个密封圈(32)与按压盘(2)底壁以及被吸附的基板(100)配合形成所述封闭吸附腔。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的抛光头，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：庞浩，李婷，尹影，边润立，司马超，
申请(专利权)人：北京晶亦精微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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