(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211190659.9 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 浙江芯晖装备技 术有限公司 地址 314499 浙江省嘉兴 市海宁市海昌街 道海宁经济开发区漕河泾路17号0 3幢 (72)发明人 杨兆明　王东洁　曾文昌　中原司　 张峰　江涛　康斌斌　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘源 (51)Int.Cl. B24B 29/02(2006.01) B24B 41/04(2006.01) B24B 41/06(2012.01) B24B 47/22(2006.01) (54)发明名称 一种抛光头及半导体晶圆平坦 化设备 (57)摘要 本发明公开了一种抛光头及半导体晶圆平 坦化设备， 应用于半导体加工技术领域， 驱动盘 下表面划分有位于中心区域的晶圆加压区， 和外 圈加压区； 晶圆加压区设置有第一加压装置， 外 圈加压区设置有第二加压装置， 第一加压装置与 第二加压装置相互独立设置； 第二加压装置连接 有保持环， 通过控制向保持环施加的压力， 保持 晶圆加工时不飞片的同时， 控制抛光垫的形变从 而控制待抛光晶圆的边缘去除量。 通过设置相互 独立的第一加压装置和第二加压装置， 单独控制 第一加压装置对晶圆固定装置施加压力， 以及单 独控制第二加压装置对保持环施加压力， 可以根 据需要的去除量单独通过晶圆固定装置对晶圆 施加可控的压力， 从而实现对晶圆边缘去除量的 控制。 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115401587 A 2022.11.29 CN 115401587 A 1.一种抛光头， 其特 征在于， 包括驱动盘， 保持环和晶圆固定装置； 所述驱动盘下表面划分有位于 中心区域的晶圆加压区， 和包围所述晶圆加压区的外圈 加压区； 所述晶圆加压区设置有第一加压装置， 所述外圈加压区设置有第二加压装置， 所述 第一加压装置与所述第二加压装置相互独立设置； 所述第二加压装置连接有保持环， 保持待抛光晶圆加工时不飞片的同时， 通过控制向 所述保持环施加的压力， 控制抛光垫的形变从而控制待抛光晶圆的边缘去除量； 所述第一 加压装置连接有所述晶圆固定装置 。 2.根据权利要求1所述的抛光头， 其特征在于， 所述第 一加压装置包括位于所述晶圆加 压区的第一柔性薄膜， 以及用于 向所述第一柔性薄膜输送空气的晶圆加压通道； 所述第二 加压装置包括位于所述外圈加压区的第二柔性薄膜， 以及用于向所述第二柔性薄膜输送空 气的外圈加压通道。 3.根据权利要求1所述的抛光头， 其特征在于， 还包括扭矩传递装置， 所述扭矩传递装 置包括与所述驱动盘固定连接的驱动外齿轮， 与所述驱动外齿轮相互啮合的驱动内齿轮； 位于所述驱动内齿轮下方， 与所述驱动内齿轮固定连接的保持环内齿轮， 与所述保持环内 齿轮啮合的保持环外齿轮； 所述保持环内齿轮与所述晶圆固定装置固定连接， 所述保持环 外齿轮与所述保持环固定连接 。 4.根据权利要求3所述的抛光头， 其特征在于， 所述驱动内齿轮的上表面设置有延伸至 所述驱动外齿轮上方的上限位凸起， 所述上限位凸起与所述驱动外齿轮之 间设置有滑动行 程间隙。 5.根据权利要求4所述的抛光头， 其特征在于， 所述晶圆固定装置设置有延伸至所述保 持环外齿轮下方的下限位凸起， 所述下限位凸起与所述保持环外齿轮之间设置有滑动行程 间隙。 6.根据权利要求5所述的抛光头， 其特征在于， 所述第 二加压装置下表面固定连接有受 压环， 所述受压环下表面固定连接有所述保持环外齿轮， 所述保持环外齿轮下表面固定连 接有保持环固定环， 所述保持环固定环下表面固定连接有所述保持环。 7.根据权利要求1所述的抛光头， 其特征在于， 所述晶圆固定装置的下表面设置有背 膜， 所述晶圆固定装置还设置有用于 向所述背膜与待抛光晶圆之间输送空气， 与晶圆之间 形成空气层以弥补所述背膜的厚度变化。 8.根据权利要求7所述的抛光头， 其特征在于， 所述背压通道包括多个输出口， 所述输 出口在所述背膜所在区域均匀分布。 9.根据权利要求7所述的抛光头， 其特征在于， 所述背压通道还用于抽真空吸附所述待 抛光晶圆。 10.一种半导体晶圆平坦化设备， 其特征在于， 包括权利要求1至9中任一项所述的抛光 头。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115401587 A 2一种抛光头及半导体晶圆 平坦化设备 技术领域 [0001]本发明涉及半导体加工技术领域， 特别是涉及一种抛光头以及 一种半导体晶圆平 坦化设备。 背景技术 [0002]化学机械抛光装置主要用于对晶圆在膜沉积工艺后的微观粗糙表面进行全局平 坦化处理,以便进 行后续的半导体工艺过程。 其中， 抛光头起着 十分关键的作用。 对于晶圆， 边缘去除量控制能力直接影响了晶圆边缘质量； 晶圆加压时的均匀性直接影响着晶圆的平 坦度。 所以如何提供一种可以单独对抛光工艺中晶圆边缘去除量单独控制的抛光头是本领 域技术人员急需解决的问题。 发明内容 [0003]本发明的目的是提供一种抛光头， 可以控制晶圆的边缘去除量； 本发明的另一目 的在于提供一种半导体晶圆平坦 化设备， 可以控制晶圆的边 缘去除量。 [0004]为解决上述技术问题， 本发明提供一种抛光头， 包括驱动盘， 保持环和晶圆固定装 置； [0005]所述驱动盘下表面划分有位于中心区域的晶圆加压区， 和包围所述晶圆加压区的 外圈加压区； 所述晶圆加压区设置有第一加压装置， 所述外圈加压区设置有第二加压装置， 所述第一加压装置与所述第二加压装置相互独立设置； [0006]所述第二加压装置连接有保持环， 保持待抛光晶圆加工时不飞片的同时， 通过控 制向所述保持环施加的压力， 控制抛光垫的形变从而控制待抛光晶圆的边缘去除量； 所述 第一加压装置连接有所述晶圆固定装置 。 [0007]可选的， 所述第一加压装置包括位于所述晶圆加压区的第一柔性薄膜， 以及用于 向所述第一柔性薄膜输送空气的晶圆加压通道； 所述第二加压装置包括位于所述外圈加压 区的第二 柔性薄膜， 以及用于向所述第二 柔性薄膜输送空气的外圈加压通道。 [0008]可选的， 还包括扭矩传递装置， 所述扭矩传递装置包括与所述驱动盘固定连接的 驱动外齿轮， 与所述驱动外齿轮相互啮合的驱动内齿轮； 位于所述驱动内齿轮下方， 与所述 驱动内齿轮固定连接的保持环内齿轮， 与所述保持环内齿轮啮合的保持环外齿轮； 所述保 持环内齿轮与所述晶圆固定装置固定连接， 所述保持环外齿轮与所述保持环固定连接 。 [0009]可选的， 所述驱动内齿轮的上表面设置有延伸至所述驱动外齿轮上方的上限位凸 起， 所述上限位凸起与所述驱动外齿轮之间设置有滑动行程间隙。 [0010]可选的， 所述晶圆固定装置设置有延伸 至所述保持环外齿轮下方的下限位凸起， 所述下限位凸起与所述保持环外齿轮之间设置有滑动行程间隙。 [0011]可选的， 所述第二加压装置下表面固定连接有受压环， 所述受压环下表面固定连 接有所述保持环外齿轮， 所述保持环外齿轮下表面固定连接有保持环固定环， 所述保持环 固定环下表面固定连接有所述保持环。说　明　书 1/7 页 3 CN 115401587 A 3