[发明专利]用于化学机械抛光的晶圆承载装置和化学机械抛光设备

说明书

本发明公开了一种用于化学机械抛光的晶圆承载装置和化学机械抛光设备，其中晶圆承载装置包括承载头和上部气动组件；上部气动组件包括第一气路以及连接在第一气路的支路上的压力传感器和第一电磁阀，第一气路连接在气源与承载头的主压力腔室之间，压力传感器通过第一电磁阀直接连接主压力腔室的气路端口以在压力传感器校对零点时使支路连通大气且不改变主压力腔室内的压力；上部气动组件与控制器连接以在承载头吸附晶圆的吸片过程中控制第一电磁阀得电使压力传感器快速连通大气从而缩短压力传感器校对零点的时间。化学机械抛光设备包括晶圆承载装置、抛光盘、修整器、和抛光液供应装置。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种用于化学机械抛光的晶圆承载装置和化学机械抛光设备。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization，CMP)是一种全局表面平坦化技术，在半导体制造过程中用以减小晶圆厚度变化和表面形貌的影响。由于CMP可精确并均匀地把晶圆平坦化为需要的厚度和平坦度，已经成为半导体制造过程中应用最广泛的一种表面平坦化技术。

抛光压力不仅是工艺过程中影响材料去除率和去除非均匀性的重要工艺参数之一，而且是实现抛光前后装卸片等动作的关键因素。压力控制依赖于压力传感器对腔室内压力进行检测以获取压力值，然后根据测得的压力值进行调整以达到目标值。故，压力传感器输出压力值的准确性十分重要。由于压力传感器存在零点偏移的问题，会使得测量不准确，一旦压力传感器测得不准，不仅会影响压力控制效果，严重时还有可能造成晶圆碎片。所以，需要对压力传感器进行零点校对。然而由于与压力传感器连接的腔室内压力产生变化需要一定时间，在对压力传感器校对零点时耗费的时间较长，进而会使整体设备的产能降低。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于化学机械抛光的晶圆承载装置和化学机械抛光设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明实施例的第一方面提供了一种用于化学机械抛光的晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件；

所述承载头包括上部结构和下部结构，上部结构和下部结构之间通过柔性连接件连接，上部结构、下部结构和柔性连接件之间形成主压力腔室以控制主压力腔室内的压力大小使得柔性连接件伸缩从而实现下部结构相对于上部结构上下移动；

所述上部气动组件包括第一气路以及连接在第一气路的支路上的压力传感器和第一电磁阀，所述第一气路连接在气源与所述主压力腔室之间，所述压力传感器用于检测所述主压力腔室内的压力值，所述压力传感器通过第一电磁阀直接连接所述主压力腔室的气路端口以在所述压力传感器校对零点时使所述支路连通大气且不改变所述主压力腔室内的压力；

所述上部气动组件与控制器连接以在承载头吸附晶圆的吸片过程中控制所述第一电磁阀得电使所述压力传感器快速连通大气从而缩短所述压力传感器校对零点的时间。

在一个实施例中，所述第一电磁阀为两位三通电磁阀，所述第一电磁阀的常通端口与所述主压力腔室的气路端口直接连通，所述第一电磁阀的常断端口连通大气，所述第一电磁阀的公共端口连接所述压力传感器。

在一个实施例中，所述第一气路包括开关控制模块，所述开关控制模块的两个输入端分为连接正压源和负压源，所述开关控制模块的输出端连接所述主压力腔室。

在一个实施例中，所述开关控制模块包括用于控制气体压力大小的电磁比例阀、用于正负压切换的第二电磁阀、用于通大气的第三电磁阀和用于保压的第四电磁阀。

在一个实施例中，所述第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀均为两位三通电磁阀。