晶圆压头及半导体抛光设备

摘要

本申请公开了一种晶圆压头及半导体抛光设备，包括压头过渡座，压头过渡座上形成有气路通道以及容纳腔；压头组件；弹性胶膜，设于压头组件和压头过渡座之间，弹性胶膜包括胶膜外圈部、胶膜中圈部和胶膜内圈部；胶膜外圈部与压头过渡座的外圈固定连接，胶膜内圈部与压头过渡座的内圈固定连接，胶膜中圈部与容纳腔对应并与压头组件固定连接，胶膜中圈部用于在容纳腔内充气加压后鼓出形成气囊并推动压头组件移动；限位件，限位件的第一端与压头过渡座固定连接，其第二端穿过胶膜内圈部并延伸入压头组件内，限位件与压头组件滑动连接。本申请解决了因限位件距离压头轴心的距离较远，导致与限位件匹配的孔的孔径较大，降低了扭矩传递效果的问题。

权利要求

1.一种晶圆压头，其特征在于，包括：

压头过渡座（1），用于与驱动主轴连接，所述压头过渡座（1）上形成有用于供气的气路通道（104）以及与所述气路通道（104）连通的容纳腔（102）；

压头组件（2），设于所述压头过渡座（1）的下方；

弹性胶膜（3），设于所述压头组件（2）和所述压头过渡座（1）之间，所述弹性胶膜（3）包括胶膜外圈部（31）、胶膜中圈部（32）和胶膜内圈部（33）；

所述胶膜外圈部（31）与所述压头过渡座（1）的外圈固定连接，所述胶膜内圈部（33）与所述压头过渡座（1）的内圈固定连接，所述胶膜中圈部（32）与所述容纳腔（102）对应并与所述压头组件（2）固定连接，所述胶膜中圈部（32）用于在所述容纳腔（102）内充气加压后鼓出形成气囊并推动所述压头组件（2）移动；

限位件（12），所述限位件（12）的第一端与所述压头过渡座（1）固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部（33）并延伸入所述压头组件（2）内，所述限位件（12）与所述压头组件（2）滑动连接，以使所述压头组件（2）可沿平行于所述限位件（12）的轴向移动，并能够对所述压头组件（2）起到径向限位作用，且在所述压头过渡座（1）旋转的过程中进行扭矩的传递；所述限位件（12）贴近所述压头组件（2）的轴心位置。

2.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头组件（2）上设置有限位孔（13），所述限位件（12）的第二端延伸入所述限位孔（13）内；

所述限位孔（13）的内壁上沿径向形成有限位凸起（131），所述限位件（12）位于所述限位孔（13）内的部分的头部具有沿径向延伸的限位边沿（121），所述限位凸起（131）与所述限位边沿（121）配合，以限制所述压头组件（2）相对于所述限位件（12）的最大移动行程。

3.根据权利要求2所述的晶圆压头，其特征在于，所述限位凸起（131）的端部与所述限位件（12）的外表面接触，并与所述限位件（12）滑动连接，所述限位凸起（131）贴近所述限位件（12）的一侧形成有倒角结构，以减小所述限位凸起（131）和所述限位件（12）的接触面积。

4.根据权利要求3所述的晶圆压头，其特征在于，所述倒角结构为形成在所述限位凸起（131）的端部的圆角，所述圆角的顶部与所述限位件（12）的外表面接触。

5.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述限位件（12）设置为两个。

6.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述气路通道（104）和所述容纳腔（102）之间设置有导流板（103），所述导流板（103）用于改变所述气路通道（104）输出的气体流向，以对进入所述容纳腔（102）内的气体进行缓冲。

7.根据权利要求2所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头组件（2）远离所述压头过渡座（1）的一端设置有吸附凹槽（14），所述压头组件（2）内形成有与所述吸附凹槽（14）连通的下负压通道；

所述压头过渡座（1）上设置有上负压通道，所述上负压通道与所述下负压通道连通。

8.根据权利要求7所述的晶圆压头，其特征在于，所述上负压通道包括形成于所述压头过渡座（1）上并连通的第一通气段（15）和第二通气段（16），所述第二通气段（16）内设置有密封连接件（19），所述密封连接件（19）内设置有与所述第一通气段（15）连通的气腔（20）；

所述下负压通道包括形成于所述压头组件（2）内并连通的第三通气段（17）和第四通气段（18），所述第四通气段（18）通过气路与所述吸附凹槽（14）连通，所述密封连接件（19）的一端延伸入所述第三通气段（17），所述气腔（20）与所述第四通气段（18）连通；

所述密封连接件（19）与所述第三通气段（17）的内侧滑动连接。

9.根据权利要求8所述的晶圆压头，其特征在于，所述密封连接件（19）延伸入所述第三通气段（17）的部分套设有第一密封圈（9），所述第一密封圈（9）与所述第三通气段（17）的内壁密封连接。

10.根据权利要求8所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头组件（2）包括压头（21）和压头面板（22），所述压头（21）设于所述压头面板（22）远离所述压头过渡座（1）的一端，所述压头（21）和所述压头面板（22）固定连接；

所述胶膜中圈部（32）与所述压头（21）固定连接，所述限位孔（13）形成于所述压头（21）上；

所述吸附凹槽（14）开设在所述压头面板（22）远离所述压头（21）的一端；

所述第三通气段（17）形成于所述压头（21）上，所述第四通气段（18）的一部分形成于所述压头（21）内，其另一部分形成于所述压头面板（22）内。

11.根据权利要求8至10任一项所述的晶圆压头，其特征在于，所述压头面板（22）和所述压头（21）之间设置有第二密封圈（10）和第三密封圈（11），所述第二密封圈（10）和所述第三密封圈（11）从内之外依次布置，所述第二密封圈（10）位于所述第四通气段（18）的外侧，所述限位孔（13）位于所述第二密封圈（10）和所述第三密封圈（11）之间。

12.根据权利要求1所述的晶圆压头，其特征在于，所述晶圆压头还包括：

外圈压环（4），与所述压头过渡座（1）同轴设置，用于将所述胶膜外圈部（31）固定在所述压头过渡座（1）的外圈上；

中圈压环（5），与所述压头过渡座（1）同轴设置，用于将所述胶膜中圈部（32）固定在所述压头组件（2）上；

内圈压环（6），与所述压头过渡座（1）同轴设置，用于将所述胶膜内圈部（33）圈固定在所述压头过渡座（1）的内圈上。

13.根据权利要求12所述的晶圆压头，其特征在于，所述外圈压环（4）的内圈形成有台阶型的接触面，所述压头组件（2）的外圈具有与所述台阶型接触面匹配的台阶部（41）；

在所述压头组件（2）的移动方向上，所述接触面和所述台阶部（41）之间具有间隙，以提供所述压头组件（2）相对于轴线的倾斜空间。

14.一种半导体抛光设备，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的晶圆压头。

说明书

晶圆压头及半导体抛光设备

技术领域

[0001] 本申请涉及半导体制造技术领域，具体而言，涉及一种晶圆压头及半导体抛光设备。

背景技术

[0002] 现有的通过弹性胶膜加压的半导体抛光设备压头，通过螺栓作为限位件来传递扭矩以及限制压头的径向位移。但是，由于传递扭矩的螺栓布置在弹性胶膜的中圈上，因此螺栓与压头轴心的距离较大，并且在压头面板为了贴合晶圆进行倾斜的时候，螺栓随着压头的倾斜进行倾斜，为了使得倾斜的螺栓不会对压头过渡座进行卡死，常常会将压头过渡座上与螺栓配合的螺栓孔设置较大，但较大的螺栓孔会使得螺栓传递扭矩的效果不佳。

发明内容

[0003] 本申请的主要目的在于提供一种晶圆压头，以解决相关技术中压头内的限位件距离压头轴心的距离较远，并且会随着压头的倾斜而倾斜，导致与限位件匹配的限位孔孔径较大，降低扭矩传递效果的问题。

[0004] 为了实现上述目的，本申请提供了一种晶圆压头，该晶圆压头包括：

[0005] 压头过渡座，用于与驱动主轴连接，所述压头过渡座上形成有用于供气的气路通道以及与所述气路通道连通的容纳腔；

[0006] 压头组件，设于所述压头过渡座的下方；

[0007] 弹性胶膜，设于所述压头组件和所述压头过渡座之间，所述弹性胶膜包括胶膜外圈部、胶膜中圈部和胶膜内圈部；

[0008] 所述胶膜外圈部与所述压头过渡座的外圈固定连接，所述胶膜内圈部与所述压头过渡座的内圈固定连接，所述胶膜中圈部与所述容纳腔对应并与所述压头组件固定连接，所述胶膜中圈部用于在所述容纳腔内充气加压后鼓出形成气囊并推动所述压头组件移动；

[0009] 限位件，所述限位件的第一端与所述压头过渡座固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部并延伸入所述压头组件内，所述限位件与所述压头组件滑动连接，以使所述压头组件可沿平行于所述限位件的轴向移动，并能够对所述压头组件起到径向限位作用，且在所述压头过渡座旋转的过程中进行扭矩的传递。

[0010] 进一步的，压头组件上设置有限位孔，所述限位件的第二端延伸入所述限位孔内；

[0011] 所述限位孔的内壁上沿径向形成有限位凸起，所述限位件位于所述限位孔内的部分的头部具有沿径向延伸的限位边沿，所述限位凸起与所述限位边沿配合，以限制所述压头组件相对于所述限位件的最大移动行程。

[0012] 进一步的，限位凸起的端部与所述限位件的外表面接触，并与所述限位件滑动连接，所述限位凸起贴近所述限位件的一侧形成有倒角结构，以减小所述限位凸起和所述限位件的接触面积。

[0013] 进一步的，倒角结构为形成在所述限位凸起的端部的圆角，所述圆角的顶部与所述限位件的外表面接触。

[0014] 进一步的，限位件贴近所述压头组件的轴心位置。

[0015] 进一步的，限位件设置为两个。

[0016] 进一步的，气路通道和所述容纳腔之间设置有导流板，所述导流板用于改变所述气路通道输出的气体流向，以对进入所述容纳腔内的气体进行缓冲。

[0017] 进一步的，压头组件远离所述压头过渡座的一端设置有吸附凹槽，所述压头组件内形成有与所述吸附凹槽连通的下负压通道；

[0018] 所述压头过渡座上设置有上负压通道，所述上负压通道与所述下负压通道连通。

[0019] 进一步的，上负压通道包括形成于所述压头过渡座上并连通的第一通气段和第二通气段，所述第二通气段内设置有密封连接件，所述密封连接件内设置有与所述第一通气段连通的气腔；

[0020] 所述下负压通道包括形成于所述压头组件内并连通的第三通气段和第四通气段，所述第四通气段通过气路与所述吸附凹槽连通，所述密封连接件的一端延伸入所述第三通气段，所述气腔与所述第四通气段连通；

[0021] 所述密封连接件与所述第三通气段的内侧滑动连接。

[0022] 进一步的，密封连接件延伸入所述第三通气段的部分套设有第一密封圈，所述第一密封圈与所述第三通气段的内壁密封连接。

[0023] 进一步的，压头组件包括压头和压头面板，所述压头设于所述压头面板远离所述压头过渡座的一端，所述压头和所述压头面板固定连接；

[0024] 所述胶膜中圈部与所述压头固定连接，所述限位孔形成于所述压头上；

[0025] 所述吸附凹槽开设在所述压头面板远离所述压头的一端；

[0026] 所述第三通气段形成于所述压头上，所述第四通气段的一部分形成于所述压头内，其另一部分形成于所述压头面板内。

[0027] 进一步的，压头面板和所述压头之间设置有第二密封圈和第三密封圈，所述第二密封圈和所述第三密封圈从内之外依次布置，所述第二密封圈位于所述第四通气段的外侧，所述限位孔位于所述第二密封圈和所述第三密封圈之间。

[0028] 进一步的，晶圆压头还包括：

[0029] 外圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜外圈部固定在所述压头过渡座的外圈上；

[0030] 中圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜中圈部固定在所述压头组件上；

[0031] 内圈压环，与所述压头过渡座同轴设置，用于将所述胶膜内圈部圈固定在所述压头过渡座的内圈上。

[0032] 进一步的，外圈压环的内圈形成有台阶型的接触面，所述压头组件的外圈具有与所述台阶型接触面匹配的台阶部；

[0033] 在所述压头组件的移动方向上，所述接触面和所述台阶部之间具有间隙，以提供所述压头组件相对于轴线的倾斜空间。

[0034] 根据本申请的另一方面，提供一种半导体抛光设备，包括上述的晶圆压头。

[0035] 在本申请实施例中，通过调整限位件在压头内的安装位置，使限位件的第一端与所述压头过渡座固定连接，其第二端穿过所述胶膜内圈部并延伸入所述压头组件内，所述限位件与所述压头组件滑动连接，以使所述压头组件可沿平行于所述限位件的轴向移动，并能够对所述压头组件起到径向限位作用，且在所述压头组件旋转的过程中进行扭矩的传递。一方面，使限位件安装在胶膜内圈部后更加靠近晶圆压头的轴心，当压头组件产生倾斜时，压头组件上与限位件配合的孔相较于限位件在水平方向上的移动量更小，使得与限位件配合的孔的孔径能够更小，从而保证了在孔径在相对较小的情况下依旧可以保持限位件不被卡死，提升了限位件传递扭矩的效果，进而解决了相关技术中压头内的限位件距离压头轴心的距离较远，导致与限位件匹配的限位孔孔径较大，降低扭矩传递效果的问题；另一方面，由于胶膜内圈部被固定在压头过渡座上，因此当压头组件倾斜时，布置在胶膜内圈部上的限位件不需要跟随压头组件进行倾斜，能够减小限位件因倾斜动作而造成的磨损；此外，由于限位件被固定在胶膜内圈部上，通入容纳腔内的带压气体不会进入限位件附近的缝隙内，气流不会对限位件造成冲击，提高了限位件的使用寿命。

附图说明

[0036] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

[0037] 图1是根据本申请实施例的俯视结构示意图；

[0038] 图2是图1中A‑A的剖视结构示意图；

[0039] 图3是图1中B‑B的剖视结构示意图；

[0040] 图4是根据本申请实施例的轴测结构示意图；

[0041] 其中，1压头过渡座，101连接槽，102容纳腔，103导流板，104气路通道，2压头组件，21压头，22压头面板，3弹性胶膜，31胶膜外圈部，32胶膜中圈部，33胶膜内圈部，4外圈压环，
41台阶部，5中圈压环，6内圈压环，7供气密封圈，8负压通道密封圈，9第一密封圈，10第二密封圈，11第三密封圈，12限位件，121限位边沿，13限位孔，131限位凸起，14吸附凹槽，15第一通气段，16第二通气段，17第三通气段，18第四通气段，19密封连接件，20气腔，201定位销。

具体实施方式

[0042] 为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

[0043] 需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。

[0044] 在本申请中，术语“上”、“下”、“内”、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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

[0045] 并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

[0046] 此外，术语“设置”、“设有”、“连接”、“固定”等应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0047] 另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

[0048] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

[0049] 现有的通过弹性胶膜加压的半导体抛光设备压头，通过螺栓作为限位件来传递扭矩以及限制压头的径向位移。但是，由于传递扭矩的螺栓布置在弹性胶膜的中圈上，因此螺栓与压头轴心的距离较大，并且在压头面板为了贴合晶圆进行倾斜的时候，螺栓随着压头的倾斜进行倾斜，为了使得倾斜的螺栓不会对压头过渡座进行卡死，常常会将压头过渡座上与螺栓配合的螺栓孔设置较大，但较大的螺栓孔会使得螺栓传递扭矩的效果不佳。

[0050] 为解决上述技术问题，如图1至图4所示，本申请实施例提供了一种晶圆压头，该晶圆压头包括：

[0051] 压头过渡座1，用于与驱动主轴连接，压头过渡座1上形成有用于供气的气路通道104以及与气路通道104连通的容纳腔102；

[0052] 压头组件2，设于压头过渡座1的下方；

[0053] 弹性胶膜3，设于压头组件2和压头过渡座1之间，弹性胶膜3包括胶膜外圈部31、胶膜中圈部32和胶膜内圈部33；

[0054] 胶膜外圈部31与压头过渡座1的外圈固定连接，胶膜内圈部33与压头过渡座1的内圈固定连接，胶膜中圈部32与容纳腔102对应并与压头组件2固定连接，胶膜中圈部32用于在容纳腔102内充气加压后鼓出形成气囊并推动压头组件2移动；

[0055] 限位件12，限位件12的第一端与压头过渡座1固定连接，其第二端穿过胶膜内圈部33并延伸入压头组件2内，限位件12与压头组件2滑动连接，以使压头组件2可沿平行于限位件12的轴向移动，并能够对压头组件2起到径向限位作用，且在压头过渡座1旋转的过程中进行扭矩的传递。

[0056] 在本实施例中，该晶圆压头主要包括压头过渡座1、压头组件2、弹性胶膜3和限位件12。压头过渡座1用于与驱动主轴连接，根据具体的连接方式，压头过渡座1上形成有相应的与驱动主轴连接的连接结构。在一种连接方式中，压头过渡座1采用套接在驱动主轴上的连接方式，相应的，在压头过渡座1上形成有与驱动主轴匹配的连接槽101，压头过渡座1通过该连接槽101套在驱动主轴的下端。如图2所示，压头过渡座1和驱动主轴的固定可通过定位销201实现，具体的，定位销201沿径向穿入压头过渡座1内并插入驱动主轴内，从而固定压头过渡座1和主轴。压头过渡座1能够受驱动主轴的驱动而动作，为使压头过渡座1受力平衡，压头过渡座1优选为与驱动主轴同轴布置。可以理解的是，压头过渡座1也可通过其他的连接方式与驱动主轴进行连接，上述的连接方式并不是限制性的。

[0057] 在晶圆压头中，压头组件2可受弹性胶膜3膨胀驱动而直线移动。为使弹性胶膜3能够受驱动地膨胀，本实施例中在压头过渡座1上形成有气路通道104和容纳腔102。具体的，气路通道104可形成在压头过渡座1的内部，容纳腔102则形成在压头过渡座1上贴近压头组件2的一端，且与压头过渡座1同轴。气路通道104的第一端与外界连通，其用于与供气管路或供气设备连接，第二端则与容纳腔102连接。外部带压气体能够通过气路通道104进入容纳腔102内，从而驱动与容纳腔102对应的弹性胶膜3部分膨胀，进而推动压头组件2移动。

[0058] 容纳腔102的具体形式与弹性胶膜3上需要膨胀的部分形式匹配。在一种实施方式中，弹性胶膜3上需要膨胀的部分为弹性胶膜3的胶膜中圈部32，即弹性胶膜3上位于中部的环形的一部分需要膨胀，相应的容纳腔102的设置形式则为开设在压头过渡座1贴近压头组件2的一端的环形凹槽，该环形凹槽上至少一处与气路通道104连接。该环形凹槽的开口宽度大致与弹性胶膜3上的可膨胀的胶膜中圈部32宽度匹配。为使呈环形凹槽的容纳腔102内供气均匀，气路通道104可与容纳腔102具有多个连通口，该连通口能够沿容纳腔102的周向均匀布置，使得气路通过能够通过多个连通口同时向容纳腔102内通气。

[0059] 压头组件2作为受弹性胶膜3的膨胀而移动至与晶圆表面接触的部件，其布置在压头过渡座1的下方，且与压头过渡座1同轴，压头组件2上远离压头过渡座1的一端用于与晶圆表面直接接触。弹性胶膜3布置在压头组件2和压头过渡座1之间，且与压头过渡座1同轴。如图1所示，在一种实施方式中，弹性胶膜3大致为圆形的片状结构，可将其从内至外依次分为胶膜内圈部33、胶膜中圈部32和胶膜外圈部31。需要说明的，胶膜内圈部33、胶膜中圈部
32和胶膜外圈部31为对完整的弹性胶膜3的三个连续区域按照功能的划分，各部分的具体宽度需要根据实际情况进行设置，本实施例在此对其并不做尺寸上的限制。

[0060] 在本实施例中，胶膜外圈部31和胶膜内圈部33均为固定的部分，其在压头组件2动作的过程中始终处于固定状态。具体的，本实施例中胶膜外圈部31可通过外圈压环4固定在压头过渡座1上朝向压头组件2的一侧的外圈上，胶膜内圈部33则可通过内圈压环6固定在压头过渡座1朝向压头组件2的一侧的内圈上。而胶膜中圈部32作为与容纳腔102对应的部分，在容纳腔102通入带压气体时能够以膨胀的方式推动压头组件2移动，为此胶膜中圈部32可通过中圈压环5固定在压头组件2上朝向压头过渡座1的一侧。

[0061] 外圈压环4可通过若干沿压头过渡座1的外圈周向布置的外圈螺栓将胶膜外圈部31固定在压头过渡座1上。内圈压环6可通过若干沿压头过渡座1的内圈周向布置的内圈螺栓将胶膜内圈部33固定在压头过渡座1上。同理，中圈压环5则可通过若干沿压头组件2的周向布置的中圈螺栓将胶膜中圈部32固定在压头组件2上。当容纳腔102内通入带压气体后，胶膜中圈部32将受压而向外膨胀形成气囊推动其固定连接的压头组件2向下移动。

[0062] 压头组件2在移动过程中的导向以及扭矩的传递由限位件12实现。如图2和图3所示，在本实施例中，限位件12为连接压头过渡座1和压头组件2的部件，其第一端与压头过渡座1固定连接，第二端则穿过胶膜内圈以及内圈压环6后延伸入压头组件2内。限位件12大致为具有一定长度的条形结构，例如限位螺栓等。压头过渡座1内设置有与限位件12的第一端固定连接的结构，当限位件12为限位螺栓时，该结构可为开设在压头过渡座1内的螺纹孔，限位螺栓的螺纹端螺纹连接在该螺纹孔内。当限位件12为直杆结构时，限位件12的第一端可插入压头过渡座1后焊接固定。可以理解的是，当限位件12为其他连接时，压头过渡座1上可通过相应的固定连接结构来与限位件12固定连接，本实施例在此对其不做限制。

[0063] 相应的，压头组件2上也形成有与限位件12匹配的连接结构。由于压头组件2与限位件12之间的连接关系为滑动连接，即压头组件2能够相对于限位件12而移动，滑动连接在压头组件2内的限位件12能够对压头组件2的直线移动起到导向作用，同时能够向压头组件2传递来自压头过渡座1的扭矩。因此，本实施例中在压头组件2上形成有一与限位件12插接配合的孔，限位件12的第二端插入孔内，当限位件12为限位螺栓时，该孔为螺栓孔。

[0064] 由于本实施例中将传递扭矩的限位件12固定连接在压头过渡座1上并穿过胶膜内圈部33后再与压头组件2进行连接。因此，相较于相关技术中将限位件12固定连接在压头组件2上并穿过胶膜中圈部32后与压头过渡座1连接的方式而言，一方面，使限位件12安装在胶膜内圈部33后更加靠近晶圆压头的轴心，当压头组件2产生倾斜时，压头组件2上与限位件12配合的孔相较于限位件12在水平方向上的移动量更小，使得与限位件12配合的孔的孔径能够更小，从而保证了在孔径在相对较小的情况下依旧可以保持限位件12不被卡死，提升了限位件12传递扭矩的效果，进而解决了相关技术中压头21内的限位件12距离压头21轴心的距离较远，导致与限位件12匹配的限位孔13孔径较大，降低扭矩传递效果的问题；另一方面，由于胶膜内圈部33被固定在压头过渡座1上，因此当压头组件2倾斜时，布置在胶膜内圈部33上的限位件12不需要跟随压头组件2进行倾斜，能够减小限位件12因倾斜动作而造成的磨损。

[0065] 此外，由于相关技术中的限位件12为与压头过渡座1滑动连接，在穿过胶膜中圈部32后与压头组件2固定连接的部件，因此限位件12和压头过渡座1的连接处具有缝隙，该缝隙与容纳腔102处于连通状态。当容纳腔102内通入带压气体时，气流将进入该缝隙内并冲击限位件12，从而缩减限位件12的使用寿命。而本申请中通过将限位件12与压头过渡座1固定连接，在穿过固定的胶膜内圈部33后再与压头组件2滑动连接，容纳腔102内的气体将被封闭在容纳腔102和胶膜中圈部32之间，使得限位件12不再受到气流冲击的影响，能够显著提高限位件12的使用寿命。

[0066] 在将限位件12布置在胶膜中圈部32的基础上，可使限位件12尽可能的靠近晶圆压头的轴心，即靠近压头过渡座1的轴心。当限位件12更靠近轴心时，在压头组件2倾斜角度不变的情况下，压头组件2上与限位件12对应的孔的孔径能够更小，从而能够使压头组件2在倾斜时更加不容易被卡死，且能够保证扭矩的传递效果。由此可见，限位件12所匹配的孔选取的孔径与限位件12距离轴心的距离以及限位件12的直径相关，可基于该构思根据实际情况进行设计，本实施例在此对其不做具体的限制。

[0067] 相关技术中，限位螺栓一般设置为沿周向布置的四个。由于在压头组件2进行倾斜时，固定于压头组件2上的限位螺栓也会随之倾斜，此时，设置四个限位螺栓常常会因为位置不同而形成不同的倾斜角度，从而对压头过渡座1造成卡死。在卡死的状态下无法达到使得压头组件2在弹性胶膜3的胶膜中圈部32的作用下进行下压的状态。为了防止这种卡死的情况，相关技术中常常选择将与限位螺栓配合的螺栓孔的孔径进一步增大，导致扭矩传递效果进一步降低。

[0068] 为此，本实施例在将限位件12调整至固定在压头过渡座1上并穿过胶膜内圈部33后再与压头组件2连接的基础上，调整限位件12的数量，使限位件12的数量设置为两个。两个限位件12的设置既能保证压头组件2的直线移动以及倾斜时能够更为稳定，又能避免因限位件12数量过多导致，压头组件2容易卡死的问题，增加了压头组件2的灵活度，还能够使压头组件2上与限位件12对应的孔直径减小，提高了扭矩的传递效果。在此基础上，两个限位件12可沿压头组件2的轴线对称布置，使得压头组件2受力均匀。可以理解的是，两个限位件12的布置位置并不是限制性的。

[0069] 进一步的，内圈压环6通过两个内圈螺栓与胶膜内圈部33连接，两个内圈螺栓与两个限位件12可间隔排列。

[0070] 在一种实施方式中，如图2和图3所示，压头组件2上设置有限位孔13，限位件12的第二端延伸入限位孔13内。由于在胶膜内圈部33膨胀形成气囊时会推动压头组件2沿限位件12直线移动，而为传递扭矩，限位件12不能与压头组件2完全脱离，需要至少一部分始终保留在限位孔13内。因此压头组件2相对于限位件12的移动行程需要被限制。

[0071] 为此，本实施例中限位孔13的内壁上沿径向形成有限位凸起131，限位件12位于限位孔13内的部分的头部具有沿径向延伸的限位边沿121，限位凸起131与限位边沿121配合，以限制压头组件2相对于限位件12的最大移动行程。

[0072] 具体的，需要说明的是，限位凸起131围成的孔径与限位件12的直径匹配，限位边沿121的外径大于限位件12的直径，当压头组件2相对于限位件12向下移动时，限位凸起131的端面逐渐靠近限位边沿121的端面，当限位凸起131的端面与限位边沿121的端面相抵时压头组件2将无法进一步向下移动，此时即可限制压头组件2的最大移动行程。限位件12和限位凸起131的具体结构本实施在此对其不做限制，只要二者能够相互配合以限制压头组件2的移动行程即可。

[0073] 在一种实施方式中，当限位件12为限位螺栓时，限位边沿121即为限位螺栓的螺栓头，而限位凸起131可为形成在限位孔13内侧的完整环形部，或为间隔布置的多个凸块。

[0074] 为压头组件2在沿限位件12直线移动时更为精准，限位凸起131的端部将与限位件12的外表面接触，并与限位件12滑动连接。因此当限位凸起131的端部为竖直平面且完全与限位件12接触时，因接触面积相对较大，导致摩擦力较大，并且在当压头组件2相对于限位件12倾斜时，也更容易造成卡死。

[0075] 为此，本实施例中在限位凸起131贴近限位件12的一侧形成有倒角结构，以减小限位凸起131和限位件12的接触面积，从而减小限位凸起131和限位件12之间的摩擦力，并且由于倒角结构为弧形，因此当压头组件2倾斜时也更不容易被卡死。基于该构思，限位边沿121和限位孔13之间应当保持一定的间距以满足压头组件2的倾斜空间，压头组件2的精准移动则可利用限位凸起131和限位件12接触的部分来实现。

[0076] 在本实施例中倒角结构具有至少两种形式，其中一种形式为仅对限位凸起131的上下两端进行倒角，限位凸起131的中部依然保持为具有一定长度的平面。如图3所示，另一种形式为对限位凸起131的端部进行全倒角，即限位凸起131的端部为具有一定弧度的完整弧形。可以理解的是，第二种倒角结构相较于第一种倒角结构而言进一步地减小了限位凸起131和限位件12的接触面积，在压头组件2直线移动的过程中，限位件12和限位凸起131大致为线接触的状态，此时摩擦力最小，并且还使得压头组件2具有更大的倾斜空间，使其更加不容易被卡死。

[0077] 为避免在进气加压的过程中，气体直接会对与容纳腔102对应的部件造成冲击（例如胶膜中圈部32和中圈压环5，以及中圈螺栓等），如图2所示，本实施例中在气路通道104和容纳腔102之间设置有导流板103，导流板103用于改变气路通道104输出的气体流向，以对进入容纳腔102内的气体进行缓冲。

[0078] 具体的，需要说明的是，本实施例中的容纳腔102为开设在压头过渡座1上的环形凹槽，在容纳腔102远离压头组件2的一端设置有进气口，进气口与气路通道104连通，进气口可大致为一呈环形且开口度小于容纳腔102的槽体结构。导流板103可设置为环形并以倾斜的形式固定在进气口内，从而使得气体在经过进气口时，会在导流板103的作用下沿倾斜的方向进行容纳腔102内，从而对气流进行缓冲，减缓对内部部件的冲击。可以理解的是，导流板103的数量可倾斜角度可根据实际情况进行设计，本实施例在此对其不做限制。

[0079] 为便于通过气路通道104供气，如图2所示，本实施例气路通道104的进口开设在压头过渡座1的连接槽101的底壁上。为提高气路通道104的进口的密封性，连接槽101的底壁上设置有与该进口对应的供气密封圈7。

[0080] 在晶圆抛光的一些工序中，压头组件2的下表面需要与晶圆表面吸附接触，为此本实施例中在压头组件2远离压头过渡座1的一端设置有吸附凹槽14，吸附凹槽14设置为多个，在一种实施方式中，吸附凹槽14在压头组件2的下表面以圆形阵列的方式进行分布。压头组件2内形成有与吸附凹槽14连通的下负压通道。由于压头组件2和压头过渡座1为两个部分，负压设备与压头过渡座1连接，为此，本实施例中压头过渡座1上设置有上负压通道，上负压通道与下负压通道连通。负压设备能够通过上负压通道和下负压通道使吸附凹槽14内形成负压，从而在压头组件2的下表面与晶圆接触后能够吸附晶圆。

[0081] 由于压头过渡座1为固定结构，而压头组件2需要移动，因此在压头组件2移动的过程中需要保证吸附凹槽14内具有足够的负压以稳定吸附晶圆。为此，本实施例中，如图2和图3所示。上负压通道包括形成于压头过渡座1上并连通的第一通气段15和第二通气段16，第二通气段16内设置有密封连接件19，密封连接件19内设置有与第一通气段15连通的气腔20；下负压通道包括形成于压头组件2内并连通的第三通气段17和第四通气段18，第四通气段18通过气路与吸附凹槽14连通，密封连接件19的一端延伸入第三通气段17，气腔20与第四通气段18连通；密封连接件19与第三通气段17的内侧滑动连接。

[0082] 具体的，需要说明的是，第一通气段15和第二通气段16为形成在压头过渡座1上的两段连通的通道，第一通气段15能够与负压设备连接。第三通气段17和第四通气段18为形成在压头组件2上的两段连通的通道，第四通气段18能够通过布置在压头组件2内的气路与各个吸附凹槽14连通。第二通气段16内布置密封连接件19，密封连接件19可为密封钉，密封连接件19的外表面与第二通气段16的内壁之间密封设置。同时密封连接件19的下端插入第三通气段17内，密封连接件19位于第三通气段17的部分与第三通气段17滑动连接。

[0083] 由于密封连接件19内具有沿轴向贯通的气腔20，因此第一通气段15、气腔20、第三通气段17和第四通气段18将处于连通状态。同时在压头组件2下压的过程中，密封连接件19的一部分始终位于第三通气段17内，使得吸附凹槽14内始终能够形成稳定的负压。在一种实施方式中，第一通气段15、第二通气段16、密封连接件19、气腔20、第三通气段17和第四通气段18均同轴布置，并且与压头过渡座1同轴布置。第一通气段15的出气口位于压头过渡座1的连接槽101的底壁上，为提高负压设备与第一通气段15的出气口连接的密封性，连接槽
101的底壁上还设置有与该出气口匹配的负压通道密封圈8。

[0084] 由于压头组件2会相对于密封连接件19移动，为提高密封连接件19和第三通气段17之间的密封性，如图2所示，本实施例中在密封连接件19延伸入第三通气段17的部分套设有第一密封圈9，第一密封圈9与第三通气段17的内壁密封连接。第一密封圈9可部分嵌设在密封连接件19的外圈，部分位于第三通气段17内并与其内壁紧密贴合，从而在压头组件2移动的过程中依然能够保持密封连接件19和第三通气段17之间的密封性。

[0085] 在一种实施方式中，如图2所示，压头组件2包括同轴布置的压头21和压头面板22，压头21设于压头面板22远离压头过渡座1的一端，二者可通过螺栓进行固定，压头21和压头面板22固定连接；胶膜中圈部32通过中圈压环5与压头21固定连接，限位孔13形成于压头21上；吸附凹槽14开设在压头面板22远离压头21的一端；第三通气段17形成于压头21上，第四通气段18的一部分形成于压头21内，其另一部分形成于压头面板22内。

[0086] 压头面板22和压头21之间设置有第二密封圈10和第三密封圈11，第二密封圈10和第三密封圈11从内之外依次布置，第二密封圈10位于第四通气段18的外侧，通过第二密封圈10能够密封压头21与压头面板22处的密封连接件19，防止在产生负压的过程中，气体从压头21与压头面板22之间的缝隙进入，影响压头面板22上吸附凹槽14内的负压形成效果。而限位孔13则位于第二密封圈10和第三密封圈11之间，通过第三密封圈11能够对限位孔13的外侧进行密封，能够防止在负压过程中气体从压头21与压头面板22之间的缝隙进入限位孔13内。

[0087] 同时，因为将限位件12设置于内圈压环6上，通过第三密封圈11能够提升弹性胶膜3在限位件12的连接处的密封效果，并通过第三密封圈11、第二密封圈10以及第一密封圈9一起配合，提升了限位孔13的密封效果。

[0088] 压头组件2的下压过程为沿限位件12的轴向移动的过程，通过限位件12能够对压头组件2的直线下压进行导向，在此基础上，为进一步提高压头组件2下压的稳定性，本实施例中在外圈压环4的内圈形成有台阶型的接触面，压头组件2的外圈具有与台阶型接触面匹配的台阶部41，在压头组件2的移动方向上，接触面能够对压头21的径向进行限位，并且该接触面台阶部41之间具有间隙，以提供压头组件2相对于轴线的倾斜空间。

[0089] 根据本申请的另一方面，提供一种半导体抛光设备，包括上述的晶圆压头。

[0090] 以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。