[实用新型]一种半导体晶片抛光系统

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体晶片打磨清洗技术领域，涉及一种化学-机械抛光头，特别是涉及一种半导体晶片清洗装置及其抛光系统。 

背景技术

在半导体晶片的生产中，对半导体晶片的加工精度和表面质量要求越来越苛刻。在半导体晶片经过打磨后，其表面会存留磨屑和砂轮脱落的颗粒等微粒，仅通过去离子水冲洗和干燥空气吹干的方法是无法全部去除的，这就会在后续的抛光工序中微粒处形成复映，严重影响到晶片表面质量。在晶片磨削过程中，多孔陶瓷吸盘利用真空吸附晶片，其上表面作为晶片定位面，表面形状直接影响到晶片磨削后的形状。如果多孔陶瓷吸盘表面存在颗粒，在吸盘负压作用下，颗粒处的晶片会翘曲或碎裂，严重影响晶片表面磨削质量。假如颗粒将多孔陶瓷吸盘上的微孔堵塞，会导致多孔陶瓷吸盘失去真空吸附作用。因此，在晶片磨床中会采取手动清洗或自动清洗方式清除晶片表面微粒、清除多孔陶瓷吸盘表面颗粒和打磨吸盘表面，以保证多孔陶瓷吸盘面型和良好的透气性，提高晶片表面磨削质量。 

现有的一种自动清洗装置如图1a至1c所示，该清洗装置包括箱体、晶片刷11、吸盘刷12、油石盘13，箱体包括上箱体14和下箱体15，晶片刷11、吸盘刷12、油石盘13分别通过各自支架111、121、131安装于下箱体上；该装置还包括带导杆气缸、分度驱动系统16和旋转驱动系统17，带导杆气缸通过托架固定在磨床上，上箱体14和下箱体15之间通过分度驱动系统16连接，气缸的活塞杆与上箱体连接，分度驱动系统16与旋转驱动系统17以及带导杆气缸电控连接。 

如图1a和图1b所示，分度驱动系统16包括微型电机161、减速器162、齿轮传动系统以及信号传递系统，齿轮传动系统包括从动补完全齿轮163和主动不完全齿轮164，从动不完全齿轮163套装在下箱体15的中心轴承孔中的转轴165上，主动不完全齿轮164与减速器162的输出端通过联轴器166连接，此时主动不完全齿轮164与从动不完全齿轮163啮合，减速器162输入端与微型电机161连接，信号传递系统包括金属块167和接近开关168，金属块167固定在主动不完全齿轮164上，接近开关168安装在上箱体14上。 

如图1a和1c所示，旋转驱动系统17包括微型电机171、减速器172、齿轮传动系统以及信号传递系统，齿轮传动系统包括主动齿轮173和分别与晶片刷11、吸盘刷12和油石盘 13对应的三个从动齿轮174、175、176，三个从动齿轮分别安装在与其对应的下箱体15的轴承孔中。晶片刷11、吸盘刷12和油石盘13的安装支架分别套装于三个从动齿轮的齿轮轴，三个从动齿轮174在工作位时均能与主动齿轮173啮合，主动齿轮173套装在下箱体15的轴承孔中的转轴上。信号传递系统分别包括金属块177和接近开关178，金属块共3块，分别固定在三个从动齿轮上，接近开关178安装在上箱体14上。该自动清洗装置虽然结构紧凑，运动控制简单，能够有效提高半导体晶片的加工精度和表面质量，但是其结构复杂，而且是通过机械机构进行控制，在精度上与电子控制还相差甚远，无法满足半导体晶片日渐苛刻的精度需求。 

为解决上述问题，本领域技术人员提出一种化学-机械抛光（CMP）设备，如图2所示，该CMP设备包括抛光台20、抛光垫21、抛光头22、抛光剂供给部件23；抛光垫21紧贴于所述抛光台20上，抛光头22设于抛光垫21上方，抛光剂供给部件23设置于抛光垫21的上方，且位于抛光头22的一侧。抛光目标（如半导体晶片）24通过抛光头22保持，因此在抛光头旋转时会带动抛光目标24摆动，抛光目标24以一定的压力被抛光头压向抛光垫21。与此同时，抛光台20与抛光垫21也旋转，因此抛光垫21与抛光目标24形成相对运动，在这种状态下，抛光剂供给部件23将抛光剂25施加至抛光垫21的表面。抛光剂25沿抛光垫21的表面扩散，并在抛光垫21和抛光目标24相对运动时进入抛光垫21和抛光目标24间的区域，因此待抛光的抛光目标24的表面被抛光。具体来说，该CMP设备是通过抛光台20、抛光垫21和抛光目标24间的相对运动以及抛光剂25的化学反应协同完成抛光的。该CMP设备相对于自动清洗装置具有结构简单，操作方便的优点。 

众所周知，位于铜线上的晶片由于长时间处于空气中，其表面会产生化学反应导致腐蚀或化学物残留，此处的晶片往往被废弃掉。此外，晶片抛光时所处的抛光垫位置不同，抛光时间不同，也会对晶片造成不同程度的瑕疵。 

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种半导体晶片清洗装置及其抛光系统，用于解决现有技术中半导体晶片在抛光后清洗不及时彻底导致表面存在残留物影响晶片质量的问题。