[发明专利]一种晶圆平坦化工序中作为连接件的双面吸附装置

说明书

一种晶圆平坦化工序中作为连接件的双面吸附装置，包括具有一定厚度的吸附本体，具有上下两个端面。吸附本体的上端面作为吸附抛光头的上吸附区，下端面作为吸附晶圆的下吸附区；内部设有气流通道。上吸附区开设有多组同心圆凹槽，圆凹槽均与气流通道连通；下吸附区开设有多个吸附孔，吸附孔均与气流通道连通；吸附孔呈同心圆状分布，同一圈上相邻两吸附孔之间的间距相同，且该间距由内圈向外圈梯度递减；下吸附区的边缘处设有密封圈，下端面向下凸出，作为晶圆的定位环，凸出段与下吸附区共同界定形成一用于安装晶圆的空间，凸出段的下端面高于或者持平于晶圆的下端面；密封圈与最外层吸附孔之间设有一隔离槽，隔离槽与气流通道连通。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种晶圆平坦化工序中作为连接件的双面吸附装置。

背景技术

硅晶圆被广泛用作半导体器件的基板材料。通过对于单晶硅锭依序进行如下工序来制造硅晶圆：外围研磨、切片、研磨（lapping）、蚀刻、双面抛光、单面抛光、清洗等。平坦度是用于表征晶圆形貌、厚度等属性的各类参数，具体包括：翘曲度(BOW)、变形量(Warp)、关于拟合面的变形量(SORI)、最大厚度偏差(TTV)等。

其中，单面抛光工序为消除晶圆表面的凹凸或高低起伏以提高平坦度的必要工序，使用CMP（Chemical Mechanical Polishing：化学的机械抛光）法进行镜面加工。化学机械研磨技术兼具有研磨性质的机械式研磨与耐酸碱溶液的化学式研磨两种作用，可以使晶圆表面达到全面平坦化，以至于后续薄膜沉积的进行。

CMP抛光装置在衬底片行业、窗口片行业、ic制成行业和MEMS平坦化制成工艺中均有使用。CMP抛光装置通常包括抛光盘，抛光盘上贴抛光垫，抛光垫上方设置抛光头。抛光过程中，晶圆被一抛光头按压贴近抛光垫，一边在抛光垫上滴抛光液，一边使抛光盘及抛光头分别旋转，化学腐蚀和机械摩擦两种作用就这样交替、循环地进行，由此抛光晶圆的单面。

其中，通过晶圆载体如陶瓷盘等使晶圆与抛光头相对固定，在晶圆与陶瓷盘之间通过上固态蜡、融化后再凝固的方式来固定晶圆，但是这种方式加工时间较长，操作不方便，且粘贴固态蜡无法保证蜡层的均匀性，导致晶圆产生弯曲变形，使其表面不平坦，容易产生抛光过度的情况。且后续还要除蜡，容易导致晶圆破损。针对不同尺寸的晶圆，需要更换抛光装置中的抛光头，换成对应尺寸的抛光头，同时晶圆需要贴蜡，若晶圆不是非标件，是特殊尺寸，可能还需要更换贴蜡机，成本高昂。

另外，晶圆表面发生扭曲，存在翘曲（BOW）值，特别是晶圆的边缘处，翘曲度更高，影响晶圆的平坦度。在抛光前，一般通过在晶圆面向陶瓷盘的表面的凹处填充固态蜡，使晶圆的待抛光面平展，但是固态蜡无法保证蜡层的均匀性，从而无法保证晶圆的表面质量，同时还需增加清除蜡环节，操作不便。

有鉴于此，针对晶圆平坦化单面抛光处理工序如何设计一种对晶圆无损、操作方便、成本低廉的专用连接固定晶圆的装置是本发明研究的课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶圆平坦化工序中作为连接件的双面吸附装置。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种晶圆平坦化工序中作为连接件的双面吸附装置，所述双面吸附装置包括具有一定厚度的吸附本体，定义所述吸附本体的厚度方向为上下方向；所述吸附本体具有上下两个端面。

所述吸附本体的上端面作为吸附抛光头的上吸附区，所述吸附本体的下端面作为吸附晶圆的下吸附区；所述吸附本体内部设有气流通道，该气流通道开设有一用于连通真空发生器的抽真空口。

所述上吸附区开设有多组同心圆凹槽，每个所述圆凹槽均与所述气流通道连通；

所述下吸附区开设有多个吸附孔，每个所述吸附孔均与所述气流通道连通；所述吸附孔在下吸附区上呈同心圆状分布，且同一圈上相邻两所述吸附孔之间的间距相同，且该间距由同心圆的内圈向外圈梯度递减；所述气流通道、所述圆凹槽和所述吸附孔共同界定形成真空腔；