[发明专利]一种加工晶圆的化学机械研磨设备

说明书

本申请公开了一种加工晶圆的化学机械研磨设备，涉及晶圆加工，包括机体，设置在机体上且用于放置晶圆的研磨平台，研磨平台呈水平设置；机体上设置有用于研磨晶圆的磨头；所述磨头包括壳体，设置在壳体内壁的驱动电机，驱动电机的输出轴上固定有太阳轮；壳体内壁设置有齿圈，太阳轮和齿圈之间啮合有若干行星小齿轮；行星小齿轮转轴上固定有用于研磨晶圆的研磨块；研磨平台上表面上设置有用于调节磨头高低的升降装置。本申请具有增加研磨设备工作效率的同时，提高磨头平稳性的效果。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其是涉及一种加工晶圆的化学机械研磨设备。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆；晶圆在加工过程中需要用到化学机械研磨设备，其作用是将晶圆表面抛光以及平坦化处理。

相关技术中，授权公告号为102335868A的中国专利中，公开了化学机械研磨装置以及化学机械研磨方法，包括研磨平台、驱动装置、传感器、控制器；驱动装置与所述研磨平台连接，用于驱动所述研磨平台旋转；传感器，与所述研磨平台连接，用于测量所述研磨平台的转速并将所述转速转换为转速信号；控制器，与所述传感器连接，用于接收所述传感器输出的转速信号并根据所述转速信号输出报警信号，以启动报警装置报警。

在实现本申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题：研磨过程中，工作人员将晶圆吸附在磨头上，磨头进行绕研磨平台轴线周转和自传，带动晶圆进行周转和自传；但此设备的磨头一般吸附一块晶圆，每次加工仅对一块晶圆，使得其工作效率低；当对多块晶圆进行加工时，晶圆的厚度不同，磨头将出现不能和晶圆呈竖直的可能性。

发明内容

为了增加研磨设备工作效率的同时，提高磨头的平稳性，本申请提供一种加工晶圆的化学机械研磨设备。

本申请提供的一种加工晶圆的化学机械研磨设备采用如下的技术方案：

一种加工晶圆的化学机械研磨设备，包括机体，设置在机体上且用于放置晶圆的研磨平台，研磨平台呈水平设置；机体上设置有用于研磨晶圆的磨头；所述磨头包括壳体，设置在壳体内壁的驱动电机，驱动电机的输出轴上固定有太阳轮；壳体内壁设置有齿圈，太阳轮和齿圈之间啮合有若干行星小齿轮；行星小齿轮转轴上固定有用于研磨晶圆的研磨块；研磨平台上表面上设置有用于调节磨头高低的升降装置。

通过采用上述技术方案，工作人员进行晶圆研磨时，先将晶圆放置在研磨平台上，再将磨头置于升降装置上，启动驱动电机，使得驱动电机带动太阳轮转动，继而实现若干行星小齿轮转动，行星小齿轮实现周转和自传，行星小齿轮并带动研磨块周旋的同时进行自传；该装置实现对多个晶圆进行加工，且通过升降装置调节磨头的高低，使得磨头对晶圆的平坦化处理过程中，先研磨厚度较厚的晶圆，再调节升降装置，使得研磨块可接触到更多晶圆，以此避免磨头由于晶圆厚度不一而导致磨头倾斜。

可选的，所述研磨平台上开设有贯穿研磨平台的通孔；所述升降装置包括设置在机体内壁的推动气缸，推动气缸的活塞杆位于通孔内；所述升降装置还包括转动连接在推动气缸活塞杆端面且用于安装磨头的安装台；安装台上设置有用于使磨头便于安装在安装台上的安装组件。

通过采用上述技术方案，安装台通过安装组件连接于磨头，使得推动气缸可带动磨头实现调节，以此控制研磨晶圆的厚度；同时可实现磨头先研磨厚度较厚的晶圆，再研磨较薄的。

可选的，所述安装组件包括固定在太阳轮转轴上的固定块，固定块背离太阳轮的表面上设置有若干定位杆，安装台朝向固定块的侧壁开设有供定位杆穿设的连接槽，定位杆位于连接槽内；所述安装组件还包括滑移设置在固定块侧壁的若干移动块，移动块朝安装台方向运动；安装台侧壁开设有和移动块相对应的运动槽，安装台上设置有位于运动槽内的运动块，运动槽内壁设置有使运动块向安装台外侧运动的推动弹簧；移动块上开设有供运动块卡接的凹槽。