本發明專利技術提供一種拋光頭、拋光系統及其控制方法；拋光頭包括保持環和背膜，保持環和背膜均安裝在主體上，保持環環繞在背膜的外周，其中，拋光頭還包括形狀補償板，形狀補償板安裝在背膜的底面上，形狀補償板包括多個控制點位，形狀補償板與保持環之間形成晶圓固定腔；形狀補償板用于與形變控制器電連接，形變控制器可控制至少一個控制點位刺激形狀補償板，使形狀補償板在該控制點位的所在局部產生形變。拋光系統設有上述拋光頭，本發明專利技術還提供一種拋光系統的工作方法，上述拋光頭可保證晶圓拋光時的平整度，使晶圓拋光厚度均勻，并提升產品良率。
1、拋光頭是化學機械拋光（cmp）設備的關鍵組件之一，其用于固定并承載被拋光的工件（如晶圓等），同時對工件施加一定的壓力，確保工件與拋光墊緊密接觸。如圖1所示，現有的拋光頭91包括主體911、保持環912、背膜913、旋轉致動器914等，保持環912和背膜913均安裝在主體911上，且保持環912環繞在背膜913的外周上并與背膜913之間形成晶圓固定腔910，旋轉致動器914的驅動端與主體911連接，以驅動主體911繞主體911的軸心轉動。拋光頭91抓取晶圓90進行拋光處理時，背膜913在第一氣體流路9111和真空吸附單元92的作用下產生負壓將晶圓90吸附固定在晶圓固定腔910內；接著，通過第二氣體流路9112和第一壓力調節單元93調節背膜913的壓力、通過第三氣體流路9113和第二壓力調節單元94調節保持環912的壓力（保持環912可在自身軸向上相對主體911滑動）；接著，使拋光頭91帶動晶圓90向拋光墊95移動，直至晶圓90與拋光墊95接觸；隨后旋轉致動器914驅動主體911轉動，且使主體911的轉動方向與轉盤96（拋光墊95安裝于轉盤96上）的轉動方向相反；但研磨完成后，拋光頭91移動至指定位置或初始位置。然而，現有的拋光頭91存在的不足是：背膜913在第一氣體流路9111的作用下僅能夠保證背膜913受力的均勻性，但無法保證晶圓90的平整度，因此存在晶圓90拋光厚度不均勻的問題，影響產品良率。
/>技術實現思路
1、為了解決上述問題，本專利技術的第一目的是提供一種可保證晶圓拋光時的平整度，使晶圓拋光厚度均勻，并提升產品良率的拋光頭。
2、本專利技術的第二目的是提供一種設有上述拋光頭的拋光系統。
3、本專利技術的第三目的是提供一種上述拋光系統的控制方法。
4、為了實現本專利技術的主要目的，本專利技術提供一種拋光頭，包括保持環和背膜，保持環和背膜均安裝在主體上，保持環環繞在背膜的外周，其中，拋光頭還包括形狀補償板，形狀補償板安裝在背膜的底面上，形狀補償板包括多個控制點位，形狀補償板與保持環之間形成晶圓固定腔；形狀補償板用于與形變控制器電連接，形變控制器可控制至少一個控制點位刺激形狀補償板，使形狀補償板在該控制點位的所在局部產生形變。
5、由上可見，拋光頭可配合拋光系統的檢測單元對被拋光頭抓取的晶圓表面的平整度進行檢測，而拋光系統的控制單元在獲取檢測單元的數據后，可通過形變控制器控制形狀補償板上相關的控制點位刺激（如通過改變溫度、電流、磁場等）形狀補償板，使形狀補償板在該相關控制點位的所在局部產生形變，以對晶圓低凹處進行補償，從而使晶圓的表面保持平整，確保晶圓拋光的均勻性；通過對拋光頭的設計，有效的解決現有拋光頭的僅能保證晶圓受力均勻性（通過背膜的均勻受力來保證），但無法保證晶圓平整度、使晶圓拋光厚度均勻的問題，提升了產品良率。
6、進一步的方案是，形狀補償板還包括記憶層，記憶層受控制點位的刺激時在該控制點位所在的局部產生形變；記憶層為雙向形狀記憶聚合物或雙向形狀記憶合金。
7、由上可見，通過對記憶層的設計，使得記憶層在被控制點位刺激后，能夠進行定向形變及復原，且形變程度可根據受刺激程度的變化而變化。
8、更進一步的方案是，控制點位為加熱器，形變控制器為溫度控制器，加熱器受溫度控制器控制時產生熱量；或控制點位為放電器，放電器受形變控制器控制時產生電流。
9、由上可見，將控制點位設為加熱器，使得可通過溫度控制器來控制加熱器產生的熱量多少（即控制加熱器的溫度）來刺激記憶層進行定向形變；或者，將控制點位設為放電器，使得可通過形變控制器來控制放電器釋放的電流大小來刺激記憶層進行定向形變。
10、更進一步的方案是，形狀補償板還包括保護層，保護層包裹記憶層和控制點位。
11、由上可見，保護層能夠避免形狀補償板與晶圓接觸時，劃傷晶圓表面，以對晶圓其保護作用。
12、更進一步的方案是，拋光頭抓取晶圓時，晶圓貼合形狀補償板的底面，記憶層靠近所述形狀補償板面向晶圓的一側設置；記憶層的局部形變可迫使晶圓上對應位置在與記憶層的形變局部基本相同的形變方向上產生形變。
13、由上可見，通過對記憶層的位置設計，使得記憶層可更好地控制晶圓的局部發生位置，進而使晶圓的待拋光處理表面保持平整。
14、更進一步的方案是，形狀補償板具有用于吸附晶圓的真空吸附部或靜電吸附部。
15、由上可見，該設計能夠確保拋光頭對晶圓進行夾持、固定，以對晶圓進行移動。
16、更進一步的方案是，形狀補償板為雙向形狀記憶板。
17、由上可見，該設計使得形狀補償板在受到外部刺激時，可以在單一或多個臨時形狀和永久形狀之間進行切換的材料，進而提升形狀補償板的補償精度，以更好的確保晶圓的待拋光處理表面的平整度。
18、為了實現本專利技術的第二目的，本專利技術提供一種拋光系統，包括上述的拋光頭、形變控制器、檢測單元、移動致動器和旋轉致動器，形變控制器與形狀補償板電連接，檢測單元用于檢測被拋光頭抓取的晶圓表面的平整度，移動致動器可驅動拋光頭和/或檢測單元移動，旋轉致動器可驅動拋光頭和/或拋光墊旋轉，以使晶圓遠離形狀補償板的一面與拋光墊接觸研磨。
19、由上可見，檢測單元用于在晶圓進行拋光前對晶圓表面的平整度進行檢測，進而配合控制單元通過形變控制器控制形狀補償板上相關的控制點位刺激（如通過改變溫度、電流、磁場等）形狀補償板，使形狀補償板在該相關控制點位的所在局部產生形變，以對晶圓低凹處進行補償，從而使晶圓的表面保持平整，確保晶圓拋光的均勻性；本拋光系統有效的解決現有拋光頭的僅能保證晶圓受力均勻性（通過背膜的均勻受力來保證），但無法保證晶圓平整度、使晶圓拋光厚度均勻的問題，提升了產品良率。
20、進一步的方案是，檢測單元為圖形傳感器、共焦傳感器、激光位移傳感器、3d激光輪廓傳感器或3d視覺傳感器。
21、由上可見，上述設計能夠保證檢測單元對被抓取的晶圓表面的平整度進行檢測，并精準識別出被抓取的晶圓表面的凹陷位置及凹陷深度，以使控制單元能夠通過形變控制器控制相對應的控制點位刺激記憶層進行形變，進而對被抓取的晶圓表面的凹陷處進行補償。
22、更進一步的方案是，拋光頭的主體與保持環之間具有第一壓力室，主體與背膜之間具有第二壓力室；主體上設有第一氣體流路和第二氣體流路，第一氣體流路與第一壓力室連通，第二氣體流路與第二壓力室連通。
23、由上可見，第一壓力室通過第一氣體流路與保持環的第一壓力調控單元進行連接，調節保持環的壓力；第二壓力室通過第二氣體流路與背膜的第二壓力調節單元進行連接，以調節背膜的壓力；雙向形狀記憶板的氣孔通過第三氣體流路與真空吸附單元進行連接，以使雙向形狀記憶板對晶圓進行吸附或釋放。
24、為了實現本專利技術的第三目的，本專利技術提供本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.拋光頭，包括保持環和背膜，所述保持環環繞在所述背膜的外周，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的拋光頭，其特征在于：
3.?根據權利要求2所述的拋光頭，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的拋光頭，其特征在于：
5.根據權利要求2至4任一項所述的拋光頭，其特征在于：
6.根據權利要求1至4任一項所述的拋光頭，其特征在于：
7.根據權利要求1至4任一項所述的拋光頭，其特征在于：
8.拋光系統，包括轉盤、拋光墊、所述拋光墊安裝在所述轉盤上，其特征在于，所述拋光系統還包括：
9.根據權利要求8所述的拋光系統，其特征在于：
10.根據權利要求8或9所述的拋光系統，其特征在于：
11.拋光系統的控制方法，其特征在于：
12.根據權利要求11所述的控制方法，其特征在于：
13.根據權利要求11所述的控制方法，其特征在于：
【技術特征摘要】
1.拋光頭，包括保持環和背膜，所述保持環環繞在所述背膜的外周，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的拋光頭，其特征在于：
3.?根據權利要求2所述的拋光頭，其特征在于：
4.根據權利要求3所述的拋光頭，其特征在于：
5.根據權利要求2至4任一項所述的拋光頭，其特征在于：
6.根據權利要求1至4任一項所述的拋光頭，其特征在于：
7.根據權利要求1至4任一項所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：請求不公布姓名，請求不公布姓名，請求不公布姓名，
申請(專利權)人：星鑰珠海半導體有限公司，
類型：發明
國別省市：
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