1.本发明涉及抛光技术领域，具体涉及一种用于抛光头的气控装置及其抛光设备。
背景技术：2.化学机械抛光(cmp)是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的关键工艺，是化学腐蚀作用和机械磨削作用协同效应的组合技术。它的基本原理是在研磨抛光液存在条件下，承载在抛光头底部的晶圆相对于抛光垫作同方向的旋转运动，同时施加一定的压力。晶圆表面材料与研磨抛光液发生化学反应生成一层相对容易去除的反应膜，这一表面层通过抛光液中的研磨剂，在研磨压力的作用下与抛光垫相对运动从而被机械地磨去。
3.抛光头主要执行晶圆的抛光工作，抛光过程中，抛光头通过固定环将晶圆固定到位，抛光头通过气囊结构用可控的气压将晶圆压在抛光垫上；由于抛光头需要给晶圆背面提供多区域的压力，因此抛光头的结构内部有多气囊分区结构。目前，在每套主轴的旋转接头上方设置一个hpu(head pressure unit)系统，hpu系统用于控制抛光头保持环的压力、抛光压力以及真空；一个hpu系统对应一个抛光头，根据设备的不同需要，一个抛光头需要3～7个气路不等，每个气路都需要相对应的控制单元，因此hpu系统中控制单元的数目不同，需要配备不同体积大小的hpu系统在旋转接头上方。
4.随着抛光头数量增加，当需要多个抛光头同时进行抛光活动时，需要在每个主轴上方配备hpu系统；由于气控结构的分散，对应的电控系统也需要相应的分散在每个抛光头上方，造成电气系统走线凌乱复杂、后期难以维护；并且，设备在操作调试中，结构分散，单人无法独立完成调试读取数据，往往需要多人配合才能完成。
技术实现要素：5.因此，本发明提供了一种适用于多个抛光头的集成式的气控装置及其抛光设备。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供的用于抛光头的气控装置，包括：
7.箱体；
8.气控模块，具有集成在所述箱体腔室内的多个，所述气控模块上具有氮气接头以及多组进/出气接头，所述气控模块用于控制气体的压力参数；
9.转接板，连接在所述箱体上，所述转接板上具有用于与所述氮气接头以及进/出气接头连通的转接头。
10.进一步地，所述转接板上的转接头包括：
11.第一转接头，适于与所述气控模块上出气接头连通；
12.第二转接头，适于与多个所述气控模块上的氮气接头分别连通，气体依次流经所述第二转接头(11)、气控模块以及抛光头上的保持环和气囊以分别对保持环和晶圆施正压；
13.第三转接头，适于与所述气控模块上的进气接头连通，气体依次流经所述第三转接头、气控模块、第一转接头以及抛光头上的保持环以对保持环施负压；
14.第四转接头，适于与所述气控模块上的进气接头连通，气体依次流经所述第四转接头、气控模块、第一转接头以及抛光头上的气囊以对晶圆施负压。
15.进一步地，所述箱体上设有气路分流结构，所述气路分流结构的进气端与所述第四转接头连通，所述气路分流结构的分流端与所述气控模块上的进气接头连通。
16.进一步地，所述气路分流结构为进气歧管。
17.进一步地，所述气控模块具有四个控制单元，每个所述控制单元均对应有进/出气接头；
18.相邻设置的至少两个所述气控模块组合成一个气控模组，该气控模组对一个抛光头上的气路进行控制。
19.进一步地，所述箱体的腔室被分割成前后间隔设置的第一腔室和第二腔室，所述气控模块集成在所述第一腔室内，与所述气控模块对接的管线容纳至所述第二腔室内。
20.进一步地，所述第一腔室与第二腔室之间通过隔板进行分割，所述隔板具有上下间隔设置的多块，相邻的两个隔板之间预留有走线空间。
21.一种抛光设备，具有上述方案中任一项所述的用于抛光头的气控装置。
22.进一步地，所述气控装置安装在设备机壳的外顶壁上。
23.本发明技术方案，具有如下优点：
24.1.本发明提供的用于抛光头的气控装置，将分散的气控模块汇聚至一个箱体内，电气系统走线经转接板进行排布后、集中至箱体内，在转接板上可以清晰区分各走线去向，避免走线混乱以影响后续的维护，且便于单人独立完成调试读取数据；当该气控装置置于抛光头上方时，较分散的气控模块而言，能够节省抛光头上部的空间，有助于压缩整体设备的体积、使设备结构更加紧凑。
25.2.本发明提供的用于抛光头的气控装置，气路分流结构的设置，减少了重复的走线，使电气系统走线更加清晰，提高了装配效率。
26.3.本发明提供的用于抛光头的气控装置，两个或多个气控模块可进行灵活搭配组合，适用于具有三至七条或者更多气路的抛光头，提升了气控装置的兼容性，能够满足不同客户的需求。
27.4.本发明提供的抛光设备，将上述的气控装置安装在设备即可的外顶壁上，不用钻入设备内部对气控装置进行维护、检修，使维护、检修更加方便。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明中提供的气控装置的结构示意图。
30.图2为气控模块的结构示意图。
31.附图标记说明：
32.1、箱体；2、气控模板；3、转接板；4、氮气接头；5、进气接头；6、出气接头；7、第一腔室；8、第二腔室；9、隔板；10、第一转接头；11、第二转接头；12、第三转接头；13、第四转接头；
14、进气歧管。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
36.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
37.实施例一
38.本实施例提供的用于抛光头的气控装置，该气控装置包括箱体1、气控模板2以及转接板3。
39.在本实施例中，多个所述气控模块集成在所述箱体1的腔室内，所述气控模块上具有氮气接头4以及多组进/出气接头，所述气控模块用于控制气体的压力参数。所述箱体1上设有转接板3，所述转接板3上具有用于与所述氮气接头4以及进/出气接头连通的转接头；气源与转接板3上的转接头连接，再由转接头分接至气控模块上。
40.在本实施例中，将分散的气控模块汇聚至一个箱体1内，电气系统走线经转接板3进行排布后、集中至箱体1内，在转接板3上可以清晰区分各走线去向，避免走线混乱以影响后续的维护，且便于单人独立完成调试读取数据；另外，当该气控装置置于抛光头上方时，较分散的气控模块而言，能够节省抛光头上部的空间，有助于压缩整体设备的体积、使设备结构更加紧凑。
41.如图1所示，所述箱体1为顶端以及前端开口的矩形结构，所述箱体1的腔室被隔板9分割成前后间隔设置第一腔室7和第二腔室8；所述隔板9具有上下间隔设置的多块，相邻的两个隔板9之间预留有走线空间；所述转接板3连接在第一腔室7的前端开口位置处，转接板3与位于第一腔室7内的气控模块之间通过管线进行连接，连接两者的管线被容纳至第二腔室8内。
42.如图1、图2所示，在本实施例中，第一腔室7内集成有四个气控模块，以2*2的排布方式安装在第一腔室7的内壁上，该内壁也隔板9相对设置；每个所述气控模块内均具有四个控制单元，每个所述控制单元均对应有进/出气接头，控制单元用于调节其对应管线上的气体压力参数；每个所述气控模块上还设有氮气接头4，经该氮气接头4向各控制单元内通过氮气。所述转接板3上的转接头包括：第一转接头10、第二转接头11、第三转接头12以及第
四转接头13；第一转接头10通过管线与所述气控模块上出气接头6连通，第二转接头11通过管线与四个气控模块上的氮气接头4分别连通，气体依次流经所述第二转接头11、气控模块以及抛光头上的保持环和气囊以分别对保持环和晶圆施正压；第三转接头12通过管线与气控模块上的进气接头5连通，气体依次流经所述第三转接头12、气控模块、第一转接头10以及抛光头上的保持环以对保持环施负压；第四转接头13通过管线与气控模块上的进气接头5连通，气体依次流经所述第四转接头13、气控模块、第一转接头10以及抛光头上的气囊以对晶圆施负压。
43.如图1、图2所示，第二腔室8内的侧壁上设有气路分流结构，该气路分流结构为进气歧管14；所述进气歧管14的进气端与所述第四转接头13连通，所述进气歧管14的分流端与所述气控模块上的进气接头5连通。进气歧管14的设置，能够清晰有效进行管线装配、不易出错，减少了重复的走线，使电气系统走线更加清晰，提高了装配效率。
44.如图1、图2所示，图示中的四个气控模块均匹配有待控制的抛光头；每个气控模块上的一个控制单元用于控制抛光头保持环处的气体压力，另外的三个控制单元分别对应控制抛光头气囊处的气体压力；该气控装置能够对四个抛光头进行同时控制，每个抛光头的气路具有三路。
45.如图1、图2所示，图示中的四个气控模块被划分成左右相邻的两个气控模组，上下相邻的两个气控模块组合成一个气控模组，每个气控模组对应一个待控制的抛光头。每个气控模组具有八个控制单元，其中一个控制单元用于控制保持环处的气体压力，另外的七个控制单元分别对应控制抛光头气囊处的气体压力；该气控装置能够对两个抛光头进行同时控制，每个抛光头的气路具有三至七路。
46.作为可替代的实施方式，箱体1腔室内可以集成更多的气控模块，且气控模块可任意进行组合，以适用气路需求不同的抛光头。
47.实施例二
48.本实施例提供的抛光设备，包括：设备机壳、气控装置以及多个抛光头；所述气控装置设置在抛光头的上方，以控制各抛光头的气路。
49.为了方便对气控装置进行维护、检修，将气控装置安装在设备机壳的外顶壁上，检修人员无需钻入设备内部对气控装置进行维护、检修。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
技术特征：1.一种用于抛光头的气控装置，其特征在于，包括：箱体(1)；气控模块，具有集成在所述箱体(1)腔室内的多个，所述气控模块上具有氮气接头(4)以及多组进/出气接头，所述气控模块用于控制气体的压力参数；转接板(3)，连接在所述箱体(1)上，所述转接板(3)上具有用于与所述氮气接头(4)以及进/出气接头连通的转接头。2.根据权利要求1所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述转接板(3)上的转接头包括：第一转接头(10)，适于与所述气控模块上出气接头(6)连通；第二转接头(11)，适于与多个所述气控模块上的氮气接头(4)分别连通，气体依次流经所述第二转接头(11)、气控模块以及抛光头上的保持环和气囊以分别对保持环和晶圆施正压；第三转接头(12)，适于与所述气控模块上的进气接头(5)连通，气体依次流经所述第三转接头(12)、气控模块、第一转接头(10)以及抛光头上的保持环以对保持环施负压；第四转接头(13)，适于与所述气控模块上的进气接头(5)连通，气体依次流经所述第四转接头(13)、气控模块、第一转接头(10)以及抛光头上的气囊以对晶圆施负压。3.根据权利要求2所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述箱体(1)上设有气路分流结构，所述气路分流结构的进气端与所述第四转接头(13)连通，所述气路分流结构的分流端与所述气控模块上的进气接头(5)连通。4.根据权利要求3所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述气路分流结构为进气歧管(14)。5.根据权利要求1所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述气控模块具有四个控制单元，每个所述控制单元均对应有进/出气接头；相邻设置的至少两个所述气控模块组合成一个气控模组，该气控模组对一个抛光头上的气路进行控制。6.根据权利要求1所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述箱体(1)的腔室被分割成前后间隔设置的第一腔室(7)和第二腔室(8)，所述气控模块集成在所述第一腔室(7)内，与所述气控模块对接的管线容纳至所述第二腔室(8)内。7.根据权利要求6所述的用于抛光头的气控装置，其特征在于，所述第一腔室(7)与第二腔室(8)之间通过隔板(9)进行分割，所述隔板(9)具有上下间隔设置的多块，相邻的两个隔板(9)之间预留有走线空间。8.一种抛光设备，其特征在于，具有权利要求1-7中任一项所述的用于抛光头的气控装置。9.根据权利要求8所述的抛光设备，其特征在于，所述气控装置安装在设备机壳的外顶壁上。
技术总结本发明提供的一种用于抛光头的气控装置及其抛光设备，属于抛光技术领域，气控装置包括：箱体；气控模块，具有集成在箱体腔室内的多个，气控模块上具有氮气接头以及多组进/出气接头，气控模块用于控制气体的压力参数；转接板，连接在箱体上，转接板上具有用于与氮气接头以及进/出气接头连通的转接头。本发明将分散的气控模块汇聚至一个箱体内，电气系统走线经转接板进行排布后、集中至箱体内，在转接板上可以清晰区分各走线去向，避免走线混乱以影响后续的维护，且便于单人独立完成调试读取数据；当该气控装置置于抛光头上方时，较分散的气控模块而言，能够节省抛光头上部的空间，有助于压缩整体设备的体积、使设备结构更加紧凑。凑。凑。
技术研发人员：李伟 张敏杰 尹影
受保护的技术使用者：北京烁科精微电子装备有限公司
技术研发日：2022.06.20
技术公布日：2022/11/1
