[發明專利]用于化學機械拋光承載頭的外部夾環

有效

• 申請號: 201610833897.5
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106965077B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 帕特里克·阿拉;丁博;胡永其;西蒙·亞沃伯格;麥特斯·拉爾森
• 申請（專利權）人: 應用材料公司
• 主分類號: B24B37/27
• 分類號: B24B37/27;H01L21/306
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國;趙靜

本發明描述了用于具有疏水涂層的化學機械拋光(CMP)承載頭的外部夾環，和具有所述外部夾環的承載頭。在一個實施方式中，提供一種包括圓柱體的外部夾環，所述圓柱體具有外圓柱壁和內圓柱壁。疏水層被設置在外圓柱壁上。

技術領域

本文所述的實施方式一般涉及用于化學機械拋光承載頭的夾環，其中所述夾環包括被配置以防止漿料顆粒對夾環粘附和結塊的外圓柱壁。

背景技術

集成電路典型地通過導電層、半導電層，或絕緣層的順序沉積而形成在基板(諸如硅晶片)上。在沉積了每一層之后，所述層被蝕刻以產生電路特征。隨著一系列層被順序地沉積和蝕刻，基板的外表面或最高表面(即，基板的暴露表面)變得越來越非平面。所述非平面的外表面為集成電路制造商帶來了問題。因此，需要周期性地平面化基板表面以提供平面。

化學機械拋光(Chemical mechanical polishing；CMP)是一種可接受的平面化方法。CMP典型地要求基板以離開所暴露基板的裝置側表面的方式由承載頭所保持。承載頭將基板相抵于旋轉拋光墊定位。承載頭在基板上提供可控制的負載(即，壓力)以將基板相抵旋轉拋光墊推動。另外，承載頭可旋轉以在基板與拋光表面之間提供附加的運動。

包括研磨劑和至少一種化學反應劑的拋光液可被提供至拋光墊，以在研磨墊和基板之間的界面處提供研磨化學溶液。拋光液也可接觸和粘附于承載頭表面。隨著時間推移，拋光液之內的研磨劑開始在承載頭的表面上結塊。結塊的漿料顆粒可能從承載頭表面上脫落，并且在拋光基板時落在拋光墊上，如此可能導致基板刮傷。刮傷可能導致基板缺陷，這在拋光成品裝置時導致性能降低。此結塊的漿料顆粒對于在基板拋光之間無法有效清洗的承載頭的表面上尤其成問題。

因此，需要改進承載頭的組成以降低拋光液粘附于承載頭的可能性。

發明內容

本發明描述了用于具有疏水涂層的化學機械拋光(CMP)承載頭的外部夾環，和具有所述外部夾環的承載頭。在一個實施方式中，提供一種包括圓柱體的外部夾環，所述圓柱體具有外圓柱壁和內圓柱壁。所安置的疏水涂層是在外圓柱壁上。

在另一實施方式中，提供一種包括薄圓柱帶的用于化學機械拋光承載頭的外部夾環，所述薄圓柱帶具有外圓柱壁和內圓柱壁。疏水涂層被設置在外圓柱壁上。疏水涂層是由硅基涂層材料、聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)基涂層材料或含碳材料制成。

在又一實施方式中，提供一種承載頭，所述承載頭包括主體、保持環、柔性膜和外部夾環。主體具有安裝上表面和下表面。主體還具有從主體下表面延伸的安裝環。保持環被耦接至主體和限定柔性膜。柔性構件具有被配置以接觸保持在承載頭中的基板的外側。外部夾環將柔性膜固定至安裝環。外部夾環具有外圓柱壁，所述外圓柱壁以定距離間隔關系的面向保持環。外圓柱壁涂有疏水涂層。

附圖說明

并入且構成本說明書的一部分的附圖示意地示出本發明且與上文給出的一般描述和下文給出的詳細描述一起用于解釋本發明的原理。

圖1示出用于拋光保持在承載頭中的基板的化學機械拋光(CMP)工具的部分側視截面圖；

圖2示出承載頭的一部分的放大截面圖，此圖示出外部夾環的一部分；和

圖3是外部夾環的截面圖。

為清楚起見，在可能的情況下，已使用相同的元件符號指定各附圖之間共用的相同元件。可以預期，在一個實施方式中公開的元件可有利地用于其它實施方式，而無需特定敘述。

具體實施方式

本文描述了用于化學機械拋光承載頭的夾環，所述化學機械拋光承載頭被配置以大體上降低或防止漿料顆粒對夾環的粘附或結塊。對粘附于夾環的夾環的漿料顆粒的減少顯著地降低了漿料顆粒在夾環上結塊的可能性，其中結塊的顆粒可能落在拋光墊上且成為基板刮傷的來源。因此，與傳統的夾環相比，本文所述的夾環極大地有助于基板缺陷降低。