[實用新型]一種密封圈及包含其的化學機械拋光裝置

有效

• 申請號: 202121036375.5
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN215110516U
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 姚力軍;潘杰;惠宏業;王學澤;范興潑
• 申請（專利權）人: 上海江豐平芯電子科技有限公司
• 主分類號: F16J15/3284
• 分類號: F16J15/3284;B24B37/00
• 代理公司: 北京遠智匯知識產權代理有限公司 11659
• 代理人: 王巖

本實用新型提供一種密封圈及包含其的化學機械拋光裝置，所述密封圈呈圓環型；所述密封圈自外環向內環依次包括第一平部、第一凸部和第二平部；所述第一凸部為倒U型凸起，所述倒U型凸起下部中空；所述第一平部靠近所述第一凸部的凸起側設置有第一凹槽；所述第二平部與第一凸部的端部通過圓弧凹槽連接；所述密封圈形成有7區活動密封圈，能夠保障在化學機械拋光過程中研磨頭內部氣壓狀態與外部隔絕，從而達到精準研磨拋光的效果，包含其的化學機械拋光裝置提高了化學機械拋光的精確度，應用前景廣闊。

技術領域

本實用新型涉及半導體技術領域，尤其涉及化學機械拋光技術領域，特別涉及一種密封圈及包含其的化學機械拋光裝置。

背景技術

隨著半導體工藝制程的不斷進步，集成電路特征尺寸不斷縮小。化學機械拋光技術是化學作用和機械作用相結合的技術。其工作原理是，首先工件表面材料與拋光液中的氧化劑、催化劑等發生化學反應，生成一層相對容易去除的軟質層,然后在拋光液中的磨料和拋光墊的機械作用下去除該軟質層，使工件表面重新裸露出來，隨后再進行化學反應，藉此在化學作用過程和機械作用過程的交替進行中完成工件表面拋光。

目前，化學機械拋光技術已經發展成集在線量測、在線終點檢測、清洗等技術于一體的化學機械拋光技術是集成電路向微細化、多層化、薄型化、平坦化工藝發展的產物。同時也是晶圓由200mm向300mm乃至更大直徑過渡、提高生產率、降低制造成本、襯底全局平坦化所必需的工藝技術，如CN102240927A和CN109732474A均公開了針對晶圓的化學機械拋光的工藝和方法。

一個典型的化學機械平坦化設備通常包括多個拋光單元以及清洗、晶圓運輸、干燥等輔助裝置。現有拋光單元的拋光主軸，由于在拋光的工作環境下會有酸堿性的氣體腐蝕拋光軸內部，所以需要對主軸進行密封。

CN109333314A公開了一種晶圓拋光主軸的密封結構，該密封結構包含主軸轉子，其端部有旋轉法蘭與主軸轉子同步轉動，旋轉法蘭內部設有旋轉密封圈，主軸定子與旋轉法蘭同側的端面上設置倒置法蘭，倒置法蘭中含有吸氣通道，所述旋轉法蘭與所述倒置法蘭通過旋轉密封圈貼合密封，比如通過O型圈預緊。旋轉密封圈和倒置法蘭的間隙保持在0.15mm～0.25mm范圍，但其仍然存在密封不嚴實以及無法精確調控氣壓的問題。

因此，需要開發一種新的密封裝置來提高密封的情況并提高機械研磨的精度。

實用新型內容

鑒于現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種密封圈及包含其的化學機械拋光裝置，所述密封圈形成有7區活動密封圈，一方面能夠保障在化學機械拋光過程中研磨頭內部氣壓狀態與外部隔絕，另一方面能夠調節自身的變形程度協調研磨頭內部多個氣壓區從而達到設定的氣壓值，達到精準研磨拋光的效果，包含其的化學機械拋光裝置提高了化學機械拋光的精確度，應用前景廣闊。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

第一方面，本實用新型提供一種密封圈，所述密封圈呈圓環型；所述密封圈自外環向內環依次包括第一平部、第一凸部和第二平部；所述第一凸部為倒U型凸起，所述倒U型凸起下部中空；所述第一平部靠近所述第一凸部的凸起側設置有第一凹槽；所述第二平部與第一凸部的端部通過圓弧凹槽連接。

本實用新型提供的密封圈通過設置第一凸部，并在第一平部中設置第一凹槽，且通過圓弧凹槽連接第二平部和第一凸部，從而能夠形成7區活動密封圈，是具有7個氣壓區的可活動的密封圈，不僅能夠保障在化學機械拋光過程中研磨頭內部氣壓狀態與外部隔絕，而且能夠調節自身的變形程度協調研磨頭內部多個氣壓區從而達到設定的氣壓值，使化學機械拋光更精確和靈活。

本實用新型對所述密封圈的尺寸沒有特殊限定，可以根據實際工藝情況進行確定，例如可以是500mm密封圈、300mm密封圈、220mm密封圈、200mm密封圈或150mm密封圈等。本實用新型所述密封圈可適用于不同尺寸的化學機械拋光機臺，如型號為AMAT 300mm CMPTool的機臺。