晶圆压头及半导体抛光设备制造技术

本申请公开了一种晶圆压头及半导体抛光设备，包括压头过渡座，压头过渡座上形成有气路通道以及容纳腔；压头组件；弹性胶膜，设于压头组件和压头过渡座之间，弹性胶膜包括胶膜外圈部、胶膜中圈部和胶膜内圈部；胶膜外圈部与压头过渡座的外圈固定连接，胶膜内圈部与压头过渡座的内圈固定连接，胶膜中圈部与容纳腔对应并与压头组件固定连接，胶膜中圈部用于在容纳腔内充气加压后鼓出形成气囊并推动压头组件移动；限位件，限位件的第一端与压头过渡座固定连接，其第二端穿过胶膜内圈部并延伸入压头组件内，限位件与压头组件滑动连接。本申请解决了因限位件距离压头轴心的距离较远，导致与限位件匹配的孔的孔径较大，降低了扭矩传递效果的问题。效果的问题。效果的问题。

【技术实现步骤摘要】
晶圆压头及半导体抛光设备


[0001]本申请涉及半导体制造
，具体而言，涉及一种晶圆压头及半导体抛光设备。

技术介绍

[0002]现有的通过弹性胶膜加压的半导体抛光设备压头，通过螺栓作为限位件来传递扭矩以及限制压头的径向位移。但是，由于传递扭矩的螺栓布置在弹性胶膜的中圈上，因此螺栓与压头轴心的距离较大，并且在压头面板为了贴合晶圆进行倾斜的时候，螺栓随着压头的倾斜进行倾斜，为了使得倾斜的螺栓不会对压头过渡座进行卡死，常常会将压头过渡座上与螺栓配合的螺栓孔设置较大，但较大的螺栓孔会使得螺栓传递扭矩的效果不佳。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种晶圆压头，以解决相关技术中压头内的限位件距离压头轴心的距离较远，并且会随着压头的倾斜而倾斜，导致与限位件匹配的限位孔孔径较大，降低扭矩传递效果的问题。
[0004]为了实现上述目的，本申请提供了一种晶圆压头，该晶圆压头包括：压头过渡座，用于与驱动主轴连接，所述压头过渡座上形成有用于供气的气路通道以及与所述气路通道连通的容纳腔；压头组件，设于所述压头过渡座的下方；弹性胶膜，设于所述压头组件和所述压头过渡座之间，所述弹性胶膜包括胶膜外圈部、胶膜中圈部和胶膜内圈部；所述胶膜外圈部与所述压头过渡座的外圈固定连接，所述胶膜内圈部与所述压头过渡座的内圈固定连接，所述胶膜中圈部与所述容纳腔对应并与所述压头组件固定连接，所述胶膜中圈部用于在所述容纳腔内充气加压后鼓出形成气囊并推动所述压头组件移动；限位件，所述限位件的第一端与所述压头过渡座固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部并延伸入所述压头组件内，所述限位件与所述压头组件滑动连接，以使所述压头组件可沿平行于所述限位件的轴向移动，并能够对所述压头组件起到径向限位作用，且在所述压头过渡座旋转的过程中进行扭矩的传递。
[0005]进一步的，压头组件上设置有限位孔，所述限位件的第二端延伸入所述限位孔内；所述限位孔的内壁上沿径向形成有限位凸起，所述限位件位于所述限位孔内的部分的头部具有沿径向延伸的限位边沿，所述限位凸起与所述限位边沿配合，以限制所述压头组件相对于所述限位件的最大移动行程。
[0006]进一步的，限位凸起的端部与所述限位件的外表面接触，并与所述限位件滑动连接，所述限位凸起贴近所述限位件的一侧形成有倒角结构，以减小所述限位凸起和所述限位件的接触面积。
[0007]进一步的，倒角结构为形成在所述限位凸起的端部的圆角，所述圆角的顶部与所
述限位件的外表面接触。
[0008]进一步的，限位件贴近所述压头组件的轴心位置。
[0009]进一步的，限位件设置为两个。
[0010]进一步的，气路通道和所述容纳腔之间设置有导流板，所述导流板用于改变所述气路通道输出的气体流向，以对进入所述容纳腔内的气体进行缓冲。
[0011]进一步的，压头组件远离所述压头过渡座的一端设置有吸附凹槽，所述压头组件内形成有与所述吸附凹槽连通的下负压通道；所述压头过渡座上设置有上负压通道，所述上负压通道与所述下负压通道连通。
[0012]进一步的，上负压通道包括形成于所述压头过渡座上并连通的第一通气段和第二通气段，所述第二通气段内设置有密封连接件，所述密封连接件内设置有与所述第一通气段连通的气腔；所述下负压通道包括形成于所述压头组件内并连通的第三通气段和第四通气段，所述第四通气段通过气路与所述吸附凹槽连通，所述密封连接件的一端延伸入所述第三通气段，所述气腔与所述第四通气段连通；所述密封连接件与所述第三通气段的内侧滑动连接。
[0013]进一步的，密封连接件延伸入所述第三通气段的部分套设有第一密封圈，所述第一密封圈与所述第三通气段的内壁密封连接。
[0014]进一步的，压头组件包括压头和压头面板，所述压头设于所述压头面板远离所述压头过渡座的一端，所述压头和所述压头面板固定连接；所述胶膜中圈部与所述压头固定连接，所述限位孔形成于所述压头上；所述吸附凹槽开设在所述压头面板远离所述压头的一端；所述第三通气段形成于所述压头上，所述第四通气段的一部分形成于所述压头内，其另一部分形成于所述压头面板内。
[0015]进一步的，压头面板和所述压头之间设置有第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封圈和所述第三密封圈从内之外依次布置，所述第二密封圈位于所述第四通气段的外侧，所述限位孔位于所述第二密封圈和所述第三密封圈之间。
[0016]进一步的，晶圆压头还包括：外圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜外圈部固定在所述压头过渡座的外圈上；中圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜中圈部固定在所述压头组件上；内圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜内圈部圈固定在所述压头过渡座的内圈上。
[0017]进一步的，外圈压环的内圈形成有台阶型的接触面，所述压头组件的外圈具有与所述台阶型接触面匹配的台阶部；在所述压头组件的移动方向上，所述接触面和所述台阶部之间具有间隙，以提供所述压头组件相对于轴线的倾斜空间。
[0018]根据本申请的另一方面，提供一种半导体抛光设备，包括上述的晶圆压头。
[0019]在本申请实施例中，通过调整限位件在压头内的安装位置，使限位件的第一端与
所述压头过渡座固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部并延伸入所述压头组件内，所述限位件与所述压头组件滑动连接，以使所述压头组件可沿平行于所述限位件的轴向移动，并能够对所述压头组件起到径向限位作用，且在所述压头组件旋转的过程中进行扭矩的传递。一方面，使限位件安装在胶膜内圈部后更加靠近晶圆压头的轴心，当压头组件产生倾斜时，压头组件上与限位件配合的孔相较于限位件在水平方向上的移动量更小，使得与限位件配合的孔的孔径能够更小，从而保证了在孔径在相对较小的情况下依旧可以保持限位件不被卡死，提升了限位件传递扭矩的效果，进而解决了相关技术中压头内的限位件距离压头轴心的距离较远，导致与限位件匹配的限位孔孔径较大，降低扭矩传递效果的问题；另一方面，由于胶膜内圈部被固定在压头过渡座上，因此当压头组件倾斜时，布置在胶膜内圈部上的限位件不需要跟随压头组件进行倾斜，能够减小限位件因倾斜动作而造成的磨损；此外，由于限位件被固定在胶膜内圈部上，通入容纳腔内的带压气体不会进入限位件附近的缝隙内，气流不会对限位件造成冲击，提高了限位件的使用寿命。
附图说明
[0020]构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1是根据本申请实施例的俯视结构示意图；图2是图1中A
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A的剖视结构示意图；图3是图1中B
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B的剖视结构示意图；图4是根据本申请实施例的轴测结构示意图；其中，1压头过渡座，101连接槽，102容纳腔，103导流板，104气路通道，2压头组件，21压头，22压头面板，3弹性胶膜，31胶膜外圈部，32胶膜中圈部，33胶膜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆压头，其特征在于，包括：压头过渡座（1），用于与驱动主轴连接，所述压头过渡座（1）上形成有用于供气的气路通道（104）以及与所述气路通道（104）连通的容纳腔（102）；压头组件（2），设于所述压头过渡座（1）的下方；弹性胶膜（3），设于所述压头组件（2）和所述压头过渡座（1）之间，所述弹性胶膜（3）包括胶膜外圈部（31）、胶膜中圈部（32）和胶膜内圈部（33）；所述胶膜外圈部（31）与所述压头过渡座（1）的外圈固定连接，所述胶膜内圈部（33）与所述压头过渡座（1）的内圈固定连接，所述胶膜中圈部（32）与所述容纳腔（102）对应并与所述压头组件（2）固定连接，所述胶膜中圈部（32）用于在所述容纳腔（102）内充气加压后鼓出形成气囊并推动所述压头组件（2）移动；限位件（12），所述限位件（12）的第一端与所述压头过渡座（1）固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部（33）并延伸入所述压头组件（2）内，所述限位件（12）与所述压头组件（2）滑动连接，以使所述压头组件（2）可沿平行于所述限位件（12）的轴向移动，并能够对所述压头组件（2）起到径向限位作用，且在所述压头过渡座（1）旋转的过程中进行扭矩的传递。2.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头组件（2）上设置有限位孔（13），所述限位件（12）的第二端延伸入所述限位孔（13）内；所述限位孔（13）的内壁上沿径向形成有限位凸起（131），所述限位件（12）位于所述限位孔（13）内的部分的头部具有沿径向延伸的限位边沿（121），所述限位凸起（131）与所述限位边沿（121）配合，以限制所述压头组件（2）相对于所述限位件（12）的最大移动行程。3.根据权利要求2所述的晶圆压头，其特征在于，所述限位凸起（131）的端部与所述限位件（12）的外表面接触，并与所述限位件（12）滑动连接，所述限位凸起（131）贴近所述限位件（12）的一侧形成有倒角结构，以减小所述限位凸起（131）和所述限位件（12）的接触面积。4.根据权利要求3所述的晶圆压头，其特征在于，所述倒角结构为形成在所述限位凸起（131）的端部的圆角，所述圆角的顶部与所述限位件（12）的外表面接触。5.根据权利要求1至4任一项所述的晶圆压头，其特征在于，所述限位件（12）贴近所述压头组件（2）的轴心位置。6.根据权利要求5所述的晶圆压头，其特征在于，所述限位件（12）设置为两个。7.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述气路通道（104）和所述容纳腔（102）之间设置有导流板（103），所述导流板（103）用于改变所述气路通道（104）输出的气体流向，以对进入所述容纳腔（102）内的气体进行缓冲。8.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头组件（2）远离所述压头过渡座（1）的一端设置有吸附凹槽（14），所述压头组件（2）内形成有与所述吸附凹槽（14）连通的下负压通道；所述压头过渡座（1）上设置有上负压通道，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓丹，高志明，
申请(专利权)人：北京特思迪半导体设备有限公司，
类型：发明
国别省市：