[发明专利]一种用于化学机械抛光的承载头和抛光设备

说明书

本发明公开了一种用于化学机械抛光的承载头和抛光设备，包括主体部及保持环，所述主体部的底部配置有基座，所述保持环通过连接结构固定于所述基座；所述连接结构包括固定螺钉、限位环和连接螺钉；保持环设置于承载头的基座的底部，其通过固定螺钉连接于基座；所述限位环为环状结构，其通过连接螺钉固定于所述基座的顶部；所述限位环罩设于所述基座的上侧，其底面抵压于所述保持环的顶面；所述限位环对保持环的抵压力产生相对于所述连接螺钉的偏转力矩，使得保持环的底面形成沿径向的高度差。

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种用于化学机械抛光的承载头和抛光设备。

背景技术

集成电路产业是信息技术产业的核心，在助推制造业向数字化、智能化转型升级的过程中发挥着关键作用。芯片是集成电路的载体，芯片制造涉及芯片设计、晶圆制造、晶圆加工、电性测量、切割封装和测试等工艺流程。其中，化学机械抛光属于晶圆制造工序。

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是一种全局平坦化的超精密表面加工技术。化学机械抛光通常将晶圆吸合于承载头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵压于抛光垫上表面，承载头在驱动组件的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫的上表面并分布在晶圆与抛光垫之间，使得晶圆在化学和机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。

承载头的下部设置有保持环，其在晶圆抛光中的作用如下：一方面，保持环可以防止抛光过程的晶圆从承载头的底部飞出；另一方面，保持环的底部设置有沟槽，其可以更新晶圆与抛光垫之间的抛光液；此外，保持环抵压于抛光垫参与晶圆边缘压力的调整，有利于实现晶圆的全局平坦化。

保持环为易损易耗品，其需要定期更换。新更换的保持环需要经过磨合(breakingin)，其底面形成一定的高度差，才能降低抛光垫回弹对抛光速率的影响，保证晶圆抛光的均匀性。为了控制晶圆制造成本，需要尽可能缩小保持环的磨合周期。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明实施例的提供了一种用于化学机械抛光的承载头，其包括主体部及保持环，所述主体部的底部配置有基座，所述保持环通过连接结构固定于所述基座；所述连接结构包括固定螺钉、限位环和连接螺钉；保持环设置于承载头的基座的底部，其通过固定螺钉连接于基座；所述限位环为环状结构，其通过连接螺钉固定于所述基座的顶部；所述限位环罩设于所述基座的上侧，其底面抵压于所述保持环的顶面；所述限位环对保持环的抵压力产生相对于所述连接螺钉的偏转力矩，使得保持环的底面形成沿径向的高度差。

作为优选实施例，所述限位环包括限位环主体和沿限位环主体的外沿向下延伸设置的外侧板，所述外侧板的底面抵压于所述保持环的顶面。

作为优选实施例，所述外侧板的底面抵压于所述保持环的顶面外侧，所述保持环的承压区域为环状结构且低于保持环其他区域的高度，以形成环状的凹部。

作为优选实施例，所述保持环的承压区域较其他区域低0.005mm-0.5mm。

作为优选实施例，连接结构还包括第一调节圈，其卡接于所述限位环与所述保持环之间，所述第一调节圈对保持环的作用力产生相对于所述连接螺钉的偏转力矩，使得保持环的底面形成沿径向的高度差。

作为优选实施例，所述第一调节圈的硬度HRC为20-100。

作为优选实施例，所述限位环的底面抵压于所述保持环顶面的内侧和/或外侧。

作为优选实施例，连接结构还包括第二调节圈，其设置于所述保持环与所述基座之间并位于所述固定螺钉的内侧和/或外侧，第二调节圈对保持环的作用力产生相对于所述固定螺钉的偏转力矩，使得保持环的底面形成沿径向的高度差。