[实用新型]高速轨道式研磨装置

说明书

技术领域

本实用新型属于半导体晶圆制造设备领域，具体涉及一种高速轨道式研磨装置。

背景技术

半导体晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高，IBM公司于1985年发展CMOS产品引入，并在1990年成功应用于64MB的DRAM生产中。1995年以后，化学机械平坦化（CMP）技术得到了快速发展，大量应用于半导体产业。化学机械研磨亦称为化学机械抛光，其原理是化学腐蚀作用和机械去除作用相结合的加工技术，是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术。

ＣＭＰ的研磨速度和平坦度一般同晶圆所受的压力和晶圆表面的线速度成非线性正比。压力太大容易造成晶圆划伤并可能引起晶圆破裂。对于传统的ＣＭＰ来说，线速度的增加只能通过加快研磨平台的转速来实现。由于晶圆尺寸的增大而导致研磨平台的加大，平台转速的增加已经达到极限状态。

与传统ＣＭＰ不同，轨道式ＣＭＰ是利用研磨平台的高速摆动而使晶圆与其下的研磨台之间的线速度均一以获得较好的平坦度。但由于机械传动的摩擦，振动等限制，现有的摆动型的运动不能获得较高的速度,研磨速度受到了一定的限制。故轨道式ＣＭＰ未能得到广泛的应用。

实用新型内容

本实用新型旨在克服现有技术的缺陷，提供一种高速轨道式研磨装置，具有高平坦度、低划伤、效率高的优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

高速轨道式研磨装置，包括定子、转子、转台、摆子、吸盘，所述定子固定于机架两侧，所述定子中心设置有中心轴，所述定子通过第一电磁轴承、第二电磁轴承与定子内侧的转子构成一对磁悬浮系统，所述摆子通过第三电磁轴承、第四电磁轴承与转子构成另一对磁悬浮系统，所述转子、摆子在定子带动下一起在垂直方向上下移动，所述摆子下端安装有握持晶圆的吸盘，所述转台设置于吸盘下方，所述转台上粘贴有研磨垫，所述转台由电动机带动旋转。

所述定子和转子之间安装有两个水平分布的第一电磁轴承和一个上下分布的第二电磁轴承。

所述转子和摆子之间安装有两个水平分布的第三电磁轴承和一个上下分布的第四电磁轴承。

与现有技术相比较，本实用新型具有如下的有益效果：

本设计特别适用于大口径晶圆的研磨应用。采用自行研发的高速轨道式研磨方式，以达到传统的ＣＭＰ所不能达到的高平坦度，低划伤等研磨性能，并大大地提高了ＣＭＰ的研磨速度。本机采用电磁控制的技术应用于传统的轨道式ＣＭＰ，完全没有机械摩擦，从而大大地提高了研磨速度，并最大限度的降低机械故障和维护，同时保留了轨道式研磨机的占地面积小，面均一性好等特征。

附图说明

图1 是本实用新型高速轨道式研磨装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，高速轨道式研磨装置，包括定子101、转子102、摆子103、吸盘112、转台107，所述定子101固定于机架两侧，所述定子101中心设置有中心轴104，所述定子101和转子102之间安装有两个水平分布的第一电磁轴承109和一个上下分布的第二电磁轴承110，所述定子101通过第一电磁轴承１０９、第二电磁轴承１１０与定子内侧的转子102构成一对磁悬浮系统，转子１０２通过第一电磁轴承１０９的驱动围绕定子的中心轴作高速旋转。所述转子102和摆子103之间安装有两个水平分布的第三电磁轴承108和一个上下分布的第四电磁轴承111，所述摆子103通过第三电磁轴承１０８、第四电磁轴承１１１与转子102构成另一对磁悬浮系统，摆子１０３围绕自身的中心转动。转子102和摆子103在定子101带动下一起在垂直方向上下移动，所述摆子103下端安装有握持晶圆105的吸盘112；晶圆105表面向下吸附在吸盘112下。所述转台107设置于吸盘112下方，所述转台107上粘贴有研磨垫106，所述转台107由电动机带动旋转。

转台１０７绕自身的旋转。转台１０７上贴有研磨垫１０６，晶圆１０５的表面压在研磨垫１０６上，通过研磨液的作用并通过高速表面研磨从而达到晶圆１０５的研磨抛光作用。