【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于晶圆抛光，更具体地说，是涉及一种晶圆分区抛光装置。
技术介绍
1、作为第三代化合物半导体材料代表，碳化硅具有高热导率、高临界击穿电场、高饱和电子漂移速率、高键合能和宽禁带等特点，是高频、高温、大功率、抗辐照电子器件及传感器件的优选材料，在航空、航天探测、核能开发、新能源汽车、雷达以及通信领域具有重要的应用前景。
2、但是，由于sic晶体本身的高硬度、高脆性以及低断裂韧性等特点，使得晶圆难以加工。传统的化学机械抛光技术通过在抛光液中添加强氧化剂实现晶圆氧化的效果，该技术集合了化学与机械两种外力作用，抛光过程中旋转的晶圆以一定的压力压在抛光垫上，抛光垫随工作台一起旋转，抛光液(由亚微米或纳米磨粒以及化学溶液组成)在工件与抛光垫之间流动，并在晶圆表面产生一层软化膜，该软化膜通过磨粒的机械摩擦作用去除。
3、上述工艺的抛光效率主要由晶圆表面的化学反应速率决定，一般通过提高抛光头与抛光盘转速或者增加抛光压力可提高材料去除率来实现，但上述操作容易损坏抛光垫面，难以保证晶圆的形貌质量，影响了晶圆的整体抛光速率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种晶圆分区抛光装置，能够有效提高晶圆的抛光效率，保证晶圆的形貌质量，有助于控制晶圆的面型。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种晶圆分区抛光装置，包括平台、抛光盘、水平摆臂、抛光头以及抛光液喷头，抛光盘转动连接于平台上，水平摆臂连接于平台上、且位于抛光盘的一侧，抛光头转动连接
3、其中，抛光头上设有与电源正极相连的阳极气囊，阳极气囊用于吸附晶圆并对晶圆施加下压力，抛光盘上设有阴极板，阴极板包括若干个由中心至外周依次套设、且分别与电源负极相连的阴极环。
4、在一种可能的实现方式中，抛光盘包括自下而上依次设置的下盘体、上盘体以及抛光垫，阴极板设置于上盘体与抛光垫之间，抛光垫上设有上下贯通的过液孔。
5、一些实施例中，相邻两个阴极环之间设有间隙，每个阴极环上分别设有径向延伸的导电触角，位于内圈的阴极环的导电触角沿径向贯穿位于外圈的阴极环设置。
6、一些实施例中，抛光垫的顶面上设有若干个环形槽以及若干个径向槽，环形槽由中心至外周依次套设，径向槽沿抛光垫的径向延伸，环形槽和径向槽相互连通。
7、在一种可能的实现方式中，阴极板与抛光垫采用胶粘连接，阴极板与上盘体也采用胶粘连接，下盘体、上盘体和抛光头分别为导电材质构件，抛光垫为绝缘材质构件。
8、在一种可能的实现方式中，抛光头的下方设有连通板，连通板上贯通设有连通孔，阳极气囊设置于连通板的下方，连通板的下方还设有套设于阳极气囊外周的保持环。
9、一些实施例中，阳极气囊为柔性材质构件，阳极气囊为炭黑材质构件，或阳极气囊包括绝缘本体以及设置于绝缘本体外周壁上的导电金属膜。
10、在一种可能的实现方式中，水平摆臂的上方设有第一旋转驱动件，第一旋转驱动件具有向下贯穿水平摆臂的输出轴，抛光头连接于输出轴的下端。
11、在一种可能的实现方式中，一种晶圆分区抛光装置还包括液体回收组件，液体回收组件包括设置于抛光盘下方的接液盘、与接液盘相连的回收箱以及与回收箱相连的过滤箱，接液盘的上方设有开口向上且与抛光盘的外周边缘上下对应的接液槽，过滤箱通过连接管与抛光液喷头相连，连接管上设有第一流量阀。
12、在一种可能的实现方式中，抛光盘通过旋转轴连接于平台上，旋转轴连接有第二旋转驱动件，旋转轴上套设有导电滑环，阴极板通过第一导线与导电滑环相连，导电滑环通过第二导线与电源负极相连。
13、本申请实施例所示的方案，与现有技术相比，本申请实施例所示的方案，将电化学抛光与机械研磨抛光有机结合在一起，通过电化学氧化作用，提高晶圆的材料去除率，不受晶圆尺寸和形状的制约，可抛光大尺寸的晶圆，在此基础上，阴极片采用多个阴极环结合的形式，实现对晶圆不同区域的分区控制，使晶圆的表面面型可控，便于提高晶圆的抛光效率。
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1.一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，包括平台(1)、抛光盘(2)、水平摆臂(3)、抛光头(4)以及抛光液喷头(5)，所述抛光盘(2)转动连接于所述平台(1)上，所述水平摆臂(3)连接于所述平台(1)上、且位于所述抛光盘(2)的一侧，所述抛光头(4)转动连接于所述水平摆臂(3)上、且位于所述抛光盘(2)的上方，所述抛光头(4)能够带动晶圆旋转，所述水平摆臂(3)能够带动所述抛光头(4)和晶圆水平移动，所述抛光液喷头(5)设置于所述抛光盘(2)的上方，用于喷淋抛光液至所述抛光盘(2)上；
2.如权利要求1所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光盘(2)包括自下而上依次设置的下盘体(21)、上盘体(22)以及抛光垫(23)，所述阴极板(6)设置于所述上盘体(22)与所述抛光垫(23)之间，所述抛光垫(23)上设有上下贯通的过液孔(231)。
3.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，相邻两个所述阴极环(61)之间设有间隙(63)，每个所述阴极环(61)上分别设有径向延伸的导电触角(62)，位于内圈的阴极环(61)的导电触角沿径向贯穿位于外
4.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光垫(23)的顶面上设有若干个环形槽(24)以及若干个径向槽(25)，所述环形槽(24)由中心至外周依次套设，所述径向槽(25)沿所述抛光垫(23)的径向延伸，所述环形槽(24)和所述径向槽(25)相互连通。
5.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述阴极板(6)与所述抛光垫(23)采用胶粘连接，所述阴极板(6)与所述上盘体(22)也采用胶粘连接，所述下盘体(21)、所述上盘体(22)和所述抛光头(4)分别为导电材质构件，所述抛光垫(23)为绝缘材质构件。
6.如权利要求1所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光头(4)的下方设有连通板(42)，所述连通板(42)上贯通设有连通孔(43)，所述阳极气囊(41)设置于所述连通板(42)的下方，所述连通板(42)的下方还设有套设于所述阳极气囊(41)外周的保持环(44)。
7.如权利要求6所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述阳极气囊(41)为柔性材质构件，所述阳极气囊(41)为炭黑材质构件，或所述阳极气囊(41)包括绝缘本体以及设置于所述绝缘本体外周壁上的导电金属膜。
8.如权利要求1-7中任一项所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述水平摆臂(3)的上方设有第一旋转驱动件(45)，所述第一旋转驱动件(45)具有向下贯穿所述水平摆臂(3)的输出轴，所述抛光头(4)连接于所述输出轴的下端。
9.如权利要求1-7中任一项所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述一种晶圆分区抛光装置还包括液体回收组件(7)，所述液体回收组件(7)包括设置于所述抛光盘(2)下方的接液盘(71)、与所述接液盘(71)相连的回收箱(72)以及与所述回收箱(72)相连的过滤箱(73)，所述接液盘(71)的上方设有开口向上且与所述抛光盘(2)的外周边缘上下对应的接液槽(74)，所述过滤箱(73)通过连接管(75)与所述抛光液喷头(5)相连，所述连接管(75)上设有第一流量阀(76)。
10.如权利要求1-7中任一项所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光盘(2)通过旋转轴(26)连接于所述平台(1)上，所述旋转轴(26)连接有第二旋转驱动件(8)，所述旋转轴(26)上套设有导电滑环(27)，所述阴极板(6)通过第一导线(28)与所述导电滑环(27)相连，所述导电滑环(27)通过第二导线(29)与电源负极相连。
...【技术特征摘要】
1.一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，包括平台(1)、抛光盘(2)、水平摆臂(3)、抛光头(4)以及抛光液喷头(5)，所述抛光盘(2)转动连接于所述平台(1)上，所述水平摆臂(3)连接于所述平台(1)上、且位于所述抛光盘(2)的一侧，所述抛光头(4)转动连接于所述水平摆臂(3)上、且位于所述抛光盘(2)的上方，所述抛光头(4)能够带动晶圆旋转，所述水平摆臂(3)能够带动所述抛光头(4)和晶圆水平移动，所述抛光液喷头(5)设置于所述抛光盘(2)的上方，用于喷淋抛光液至所述抛光盘(2)上；
2.如权利要求1所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光盘(2)包括自下而上依次设置的下盘体(21)、上盘体(22)以及抛光垫(23)，所述阴极板(6)设置于所述上盘体(22)与所述抛光垫(23)之间，所述抛光垫(23)上设有上下贯通的过液孔(231)。
3.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，相邻两个所述阴极环(61)之间设有间隙(63)，每个所述阴极环(61)上分别设有径向延伸的导电触角(62)，位于内圈的阴极环(61)的导电触角沿径向贯穿位于外圈的阴极环(61)设置。
4.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述抛光垫(23)的顶面上设有若干个环形槽(24)以及若干个径向槽(25)，所述环形槽(24)由中心至外周依次套设，所述径向槽(25)沿所述抛光垫(23)的径向延伸，所述环形槽(24)和所述径向槽(25)相互连通。
5.如权利要求2所述的一种晶圆分区抛光装置，其特征在于，所述阴极板(6)与所述抛光垫(23)采用胶粘连接，所述阴极板(6)与所述上盘体(22)也采用胶粘连接，所述下盘体(21)、所述上盘体(22)和所述抛光头(4)分别为导电材质构件，所述抛光垫(23)为绝缘材质构件。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，蔡长益，张康，杨亮，左晓磊，
申请(专利权)人：北京晶亦精微科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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