本發明涉及平坦化加工技術領域，更具體地，涉及一種化學機械拋光機及用于其的拋光組件。

背景技術：

相關技術中的化學機械拋光機，通常設有一個拋光頭，通過拋光頭的平移在拋光工位和裝載工位之間切換。拋光頭在執行裝卸晶圓時，拋光盤只能閑置，加上晶圓的裝卸與傳送耗時較長，化學拋光機的整體工作效率較低。

技術實現要素：

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明提出了一種用于化學機械拋光機的拋光組件，所述拋光組件中一個拋光頭組件進行拋光時，另一個拋光頭組件可以執行裝卸晶圓，兩個拋光頭組件可以交替拋光，從而可以持續不間斷工作，進而可以提高工作效率。

本發明還提出了一種具有上述拋光組件的化學機械拋光機。

根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件，包括：下支架、上支架、驅動轉塔和兩個拋光頭組件，所述下支架上設有工作臺和拋光盤；所述上支架架設在所述下支架上；所述驅動轉塔懸掛在所述上支架上且所述驅動轉塔的至少一部分相對于所述下支架可樞轉；用于裝卸晶圓和夾持晶圓進行拋光的兩個拋光頭組件，兩個所述拋光組件分別設在所述驅動轉塔上，以在所述驅動轉塔的樞轉下在與所述工作臺位置對應的裝卸位置和與所述拋光盤位置對應的拋光位置之間可移動，其中，當兩個拋光頭組件中的其中一個位于裝卸位置時，兩個所述拋光頭組件中的其中另一個位于所述拋光位置。

根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件，一個拋光頭組件進行拋光時，另一個拋光頭組件可以執行裝卸晶圓，兩個拋光頭組件可以交替拋光，從而可以持續不間斷工作，進而可以提高工作效率。

另外，根據本發明上述實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件還可以具有如下附加的技術特征：

根據本發明的一些實施例，所述驅動轉塔包括：轉塔軸，所述轉塔軸的上端與所述上支架可樞轉地相連，所述轉塔軸沿豎直方向由上向下延伸；轉塔平臺，所述轉塔平臺與所述轉塔軸的下端相連，兩個所述拋光頭組件設在所述轉塔平臺上且位于所述轉塔軸的兩側；轉塔驅動器，所述轉塔驅動器安裝在所述上支架上且與所述轉塔軸相連以驅動所述轉塔軸帶動所述轉塔平臺樞轉。

根據本發明的一些實施例，所述轉塔組件還包括：轉塔變速器，所述轉塔驅動器通過所述轉塔變速器驅動所述轉塔軸樞轉。

可選地，所述上支架包括：頂板，所述頂板沿水平方向延伸且與所述下支架間隔開設置，所述轉塔軸的上端可樞轉地設在所述頂板上；兩個支撐腿，兩個支撐腿的上端分別與所述頂板的兩端相連，兩個所述支撐腿的下端分別與所述下支架相連。

可選地，所述工作臺和所述拋光盤的分布方向與所述頂板的延伸方向垂直。

根據本發明的一些實施例，所述轉塔平臺上設有通孔，每個所述拋光頭組件包括：拋光驅動器，所述拋光頭驅動器安裝在所述轉塔平臺上；拋光頭，所述拋光頭位于所述轉塔平臺的下方，所述拋光驅動器的輸出軸穿過所述通孔與所述拋光頭相連，以驅動所述拋光頭轉動。

可選地，每個所述拋光頭組件還包括：拋光平移單元，所述拋光平移單元設在所述轉塔平臺上且與所述拋光驅動器相連以驅動所述拋光驅動器移動。

根據本發明的一些實施例，所述拋光組件還包括：拋光液輸送器，所述拋光液輸送器設在所述下支架上且其一端延伸向所述拋光盤以向所述拋光盤上輸送拋光液。

根據本發明的一些實施例，所述拋光組件還包括：拋光墊，所述拋光墊設在所述拋光盤上；修整器，所述修整器可樞轉地設在所述下支架上以修整所述拋光墊的位置。

根據本發明實施例的化學機械拋光機，包括根據本發明上述實施例的拋光組件。

根據本發明實施例的化學機械拋光機，通過設置根據本發明上述實施例的拋光組件，在一個拋光頭組件進行拋光時，另一個拋光頭組件可以執行裝卸晶圓，兩個拋光頭組件可以交替拋光，從而可以持續不間斷工作，提高工作效率。

本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件的立體圖；

圖2是根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件的正視圖；

圖3是根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件在一種狀態下的俯視示意圖；

圖4是根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件在另一種狀態下的俯視示意圖。

附圖標記：

100：拋光組件；200：晶圓；

1：下支架；11：工作臺；12：拋光盤；

2：上支架；21：頂板；22：支撐腿；

3：驅動轉塔；31：轉塔軸；32：轉塔平臺；321：通孔；33：轉塔驅動器；34：轉塔變速器；35：支撐件；

4：拋光頭組件；401：第一拋光頭組件；402：第二拋光頭組件；

41：拋光驅動器；42：拋光頭；43：拋光平移單元；

5：拋光液輸送器；

6：拋光墊；

7：修整器。

具體實施方式

下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。

此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面結合附圖詳細描述根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件100，其中，上下方向以拋光組件100正常使用時的上下方向為準。

參照圖1和圖2所示，根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件100可以包括：下支架1、上支架2、驅動轉塔3和兩個拋光頭組件4。

具體而言，如圖1和圖2所示，下支架1上可以設有工作臺11和拋光盤12，工作臺11可供裝卸晶圓200，拋光盤12上可以進行拋光工作。上支架2可以架設在下支架1上，驅動轉塔3可以懸掛在上支架2上，并且驅動轉塔3的至少一部分相對于下支架1可樞轉，以驅動后續拋光頭組件4運動，懸掛設置的驅動轉塔3可以減小整個拋光組件100的占用空間，使結構簡單緊湊。

兩個拋光頭組件4可用于裝卸晶圓200和夾持晶圓200進行拋光，如圖1-圖4所示，兩個拋光頭組件4可分別設在驅動轉塔3上，以在驅動轉塔3的樞轉下在與工作臺11位置對應的裝卸位置和與拋光盤12位置對應的拋光位置之間可移動，其中，當兩個拋光頭組件4中的其中一個位于裝卸位置時，兩個拋光頭組件4中的其中另一個可以位于拋光位置。

也就是說，驅動轉塔3樞轉時，可以帶動兩個拋光頭組件4移動，使拋光頭組件4可以在裝卸位置和拋光位置之間切換，位于裝卸位置時，拋光頭組件4與工作臺11位置對應，可以進行晶圓200的裝載和卸片工作，位于拋光位置時，拋光頭組件4與拋光盤12位置對應，可以對晶圓200進行化學機械拋光，以獲得平坦表面。

并且，當兩個拋光頭組件4中的其中一個位于裝卸位置時，另一個位于拋光位置，換言之，兩個拋光頭組件4中的一個進行晶圓200裝載和卸片工作時，另一個可以在拋光盤12上進行拋光工作。隨著工作的進行，驅動轉塔3可以將完成拋光工作的另一個拋光頭組件4轉動至裝卸位置，以卸載拋光后的晶圓200并裝載新的待拋光晶圓200，與此同時，完成裝卸工作的拋光頭組件4可以由驅動轉塔3轉動至拋光位置，對晶圓200進行化學機械拋光。

由此，兩個拋光頭組件4可以在拋光位置和裝卸位置之間交替切換，其中一個拋光頭組件4在拋光盤12上進行拋光工作時，另一個拋光頭組件4正好可以在工作臺11上進行裝卸晶圓200的工作，一個拋光頭組件4拋光完成時，另一個拋光頭42可以完成晶圓200裝載，驅動轉塔3樞轉時，便可實現兩個拋光頭組件4的工位轉換，從而可以實現持續不間斷拋光，提高工作效率。

根據本發明實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件100，通過在下支架1上設置工作臺11和拋光盤12，將上支架2架設在下支架1上，并將驅動轉塔3懸掛在上支架2上，通過驅動轉塔3的樞轉帶動兩個拋光頭組件4在裝卸位置和拋光位置之間移動，并使兩個拋光頭組件4中的其中一個位于裝卸位置進行裝卸晶圓200的工作時另一個位于拋光位置對晶圓200進行拋光，可以利用兩個拋光頭組件4進行交替拋光，從而可以持續不間斷工作，進而可以提高工作效率。

根據本發明的一些實施例，如圖1和圖2所示，驅動轉塔3可以包括：轉塔軸31、轉塔平臺32和轉塔驅動器33。其中，轉塔軸31的上端可與上支架2可樞轉地相連，轉塔軸31可沿豎直方向由上向下延伸，以懸掛在上支架2上，減小拋光組件100的占用空間。轉塔平臺32可與轉塔軸31的下端相連，兩個拋光頭組件4設在轉塔平臺32上，以由轉塔平臺32帶動實現移動，并且兩個拋光頭組件4可分別位于轉塔軸31的兩側，使得轉塔平臺32和轉塔軸31的受力合理均勻，提高穩定性。轉塔驅動器33可以安裝在上支架2上，轉塔驅動器33可與轉塔軸31相連，以驅動轉塔軸31帶動轉塔平臺32樞轉，實現兩個拋光頭42在裝卸位置和拋光位置之間的切換。

當一個拋光頭組件4完成拋光工作且另一個拋光頭組件4完成裝卸晶圓200的工作時，轉塔驅動器33可以開啟，轉塔軸31帶動轉塔平臺32樞轉，將完成拋光工作的一個拋光頭組件4移動至裝卸位置，以進行拋光后晶圓200的卸片和新的待拋光晶圓200的裝載，于此同時，可以將完成裝載晶圓200工作的另一個拋光頭組件4移動至拋光位置，以進行拋光工作。由此，可以方便地完成兩個拋光頭組件4的位置切換，實現兩個拋光頭組件4的不間斷拋光。

可選地，轉塔組件還可以包括：轉塔變速器34，如圖1和圖2所示，轉塔驅動器33可以通過轉塔變速器34驅動轉塔軸31樞轉，轉塔變速器34可以改變轉塔驅動器33和轉塔軸31的傳動比，使轉塔軸31的轉速可以適應需求，這樣，可以提高兩個拋光頭組件4切換過程中的穩定性和可靠性。

在如圖1和圖2所示的示例中，轉塔組件還包括支撐件35，支撐件35設在上支架2上，用于支撐轉塔驅動器33和轉塔軸31，提高轉塔驅動器33和轉塔軸31的穩定性和可靠性，從而可以使拋光組件100的穩定性和可靠性更優。

根據本發明的一些實施例，如圖1所示，上支架2可以包括：頂板21和兩個支撐腿22，頂板21可沿水平方向延伸，并且頂板21可與下支架1間隔開設置，轉塔軸31的上端可樞轉地設在頂板21上，兩個支撐腿22的上端可分別與頂板21的兩端相連，兩個支撐腿22的下端可分別于下支架1相連，從而可以將轉塔平臺32以及兩個拋光頭42組懸掛在下支架1上方，結構穩定，牢固性好。

可選地，如圖1-圖4所示，工作臺11和拋光盤12的分布方向與頂板21的延伸方向可以垂直。這樣，驅動裝他驅動轉塔3軸轉動180°就可以實現兩個拋光頭組件4的位置切換，結構簡單緊湊，并且使用方便。

根據本發明的一些實施例，如圖1和圖2所示，轉塔平臺32上可以設有通孔321，每個拋光頭組件4可以包括：拋光驅動器41和拋光頭42，其中，拋光驅動器41可以安裝在轉塔平臺32上，拋光頭42可位于轉塔平臺32的下方，從而可以將拋光頭42懸掛在轉塔平臺32上，拋光驅動器41的輸出軸穿過通孔321與拋光頭42相連，以驅動拋光頭42轉動，實現對晶圓200的拋光。

可選地，每個拋光頭組件4還可以包括：拋光平移單元43，如圖1和圖2所示，拋光平移單元43可以設在轉塔平臺32上，并且拋光平移單元43可與拋光驅動器41相連，以驅動拋光驅動器41移動，從而帶動拋光頭42平移，實現拋光過程中拋光頭42的移動，提高拋光效果。

根據本發明的一些實施例，如圖1和圖2所示，拋光組件100還可以包括：拋光液輸送器5，拋光液輸送器5可以設在下支架1上，并且拋光液輸送器5的一端可以延伸向拋光盤12，以向拋光盤12上輸送拋光液，通過拋光液促進拋光，不僅可以提高材料的去除效率，而且可以使晶圓200的表面更加平整。

根據本發明的一些實施例，如圖1所示，拋光組件100還可以包括：拋光墊6和用于修正拋光墊6的修整器7，拋光墊6可以設在拋光盤12上，以輔助實現拋光，修整器7可樞轉地設在下支架1上，以修整拋光墊6的位置，避免拋光過程中拋光墊6錯位，提高拋光可靠性和安全性。

下面結合圖3和圖4對根據本發明一個實施例的用于化學機械拋光機的拋光組件100的工作過程進行描述。其中,空心箭頭示意晶圓200的移動方向，帶實心箭頭的實線示意轉動方向。

為了方便描述和理解，將兩個拋光頭組件4中的其中一個命名為第一拋光頭組件401，將其中另一個命名為第二拋光頭組件402，對此不能理解為對本發明的限制。

驅動轉塔3懸掛在上支架2上，第一拋光頭組件401和第二拋光頭42組分別位于轉塔軸31的兩側。在如圖3所示的狀態，第一拋光頭組件401位于拋光位置，與拋光盤12位置對應，可以在拋光液輸送器5和修整器7的輔助下對晶圓200進行化學機械拋光，與此同時，第二拋光頭組件402位于裝卸位置，與工作臺11位置對應，可以進行晶圓200的裝載和卸片工作。

當第一拋光頭組件401完成對晶圓200的拋光時，第二拋光頭組件402可以完成對晶圓200的卸片和對新的待拋光的晶圓200的裝載，此時，轉塔驅動器33可以驅動轉塔3軸順時針旋轉180°，如圖4所示，使第一拋光頭組件401移動至裝卸位置，與工作臺11位置對應，第一拋光頭組件401可以卸載完成拋光的晶圓200并裝載新的待拋光晶圓200，于此同時，完成晶圓200裝載的第二拋光頭組件402可由轉塔平臺32移動至拋光位置，與拋光盤12位置對應，在拋光液輸送器5和修整器7的輔助下對晶圓200進行化學機械拋光。

然后，轉塔驅動器33驅動轉塔3軸逆時針旋轉180°，可以回到如圖3所示的位置，使第一拋光頭組件401位于拋光位置，并且第二拋光頭組件402位于裝卸位置。如此反復，可以通過兩個拋光頭組件4進行輪換工作，實現持續不間斷作業，從而可以有效提高整體工作效率。

根據本發明實施例的化學機械拋光機，包括根據本發明上述實施例得用于化學加些拋光機的拋光組件100。

根據本發明實施例的化學機械拋光機，通過設置根據本發明上述實施例的拋光組件100，在一個拋光頭組件4進行拋光時，另一個拋光頭組件4可以執行裝卸片，兩個拋光頭組件4可以交替拋光，從而可以持續不間斷工作，提高工作效率。

根據本發明實施例的化學機械拋光機的其他構成以及操作對于本領域的普通技術人員來說是可知的，在此不再詳細描述。

在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術語“實施例”、“具體實施例”、“示例”或“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。