[实用新型]用于化学机械抛光承载头的外部夹环，和承载头

说明书

技术领域

本文所述的实施方式一般涉及用于化学机械抛光承载头的夹环，其中所述夹环包括被配置以防止浆料颗粒对夹环粘附和结块的外圆柱壁。

背景技术

集成电路典型地通过导电层、半导电层，或绝缘层的顺序沉积而形成在基板(诸如硅晶片)上。在沉积了每一层之后，所述层被蚀刻以产生电路特征。随着一系列层被顺序地沉积和蚀刻，基板的外表面或最高表面(即，基板的暴露表面)变得越来越非平面。所述非平面的外表面为集成电路制造商带来了问题。因此，需要周期性地平面化基板表面以提供平面。

化学机械抛光(Chemical mechanical polishing；CMP)是一种可接受的平面化方法。CMP典型地要求基板以离开所暴露基板的装置侧表面的方式由承载头所保持。承载头将基板相抵于旋转抛光垫定位。承载头在基板上提供可控制的负载(即，压力)以将基板相抵旋转抛光垫推动。另外，承载头可旋转以在基板与抛光表面之间提供附加的运动。

包括研磨剂和至少一种化学反应剂的抛光液可被提供至抛光垫，以在研磨垫和基板之间的界面处提供研磨化学溶液。抛光液也可接触和粘附于承载头表面。随着时间推移，抛光液之内的研磨剂开始在承载头的表面上结块。结块的浆料颗粒可能从承载头表面上脱落，并且在抛光基板时落在抛光垫上，如此可能导致基板刮伤。刮伤可能导致基板缺陷，这在抛光成品装置时导致性能降低。此结块的浆料颗粒对于在基板抛光之间无法有效清洗的承载头的表面上尤其成问题。

因此，需要改进承载头的组成以降低抛光液粘附于承载头的可能性。

实用新型内容

本实用新型描述了用于具有疏水涂层的化学机械抛光(CMP)承载头的外部夹环，和具有所述外部夹环的承载头。在一个实施方式中，提供一种包括圆柱体的外部夹环，所述圆柱体具有外圆柱壁和内圆柱壁。所设置的疏水涂层是在外圆柱壁上。

在另一实施方式中，提供一种包括薄圆柱带的用于化学机械抛光承载头的外部夹环，所述薄圆柱带具有外圆柱壁和内圆柱壁。疏水涂层被安置在外圆柱壁上。疏水涂层是由硅基涂层材料、聚四氟乙烯(PTFE或Teflon)基涂层材料或含碳材料制成。

在又一实施方式中，提供一种承载头，所述承载头包括主体、保持环、柔性膜和外部夹环。主体具有安装上表面和下表面。主体还具有从主体下表面延伸的安装环。保持环被耦接至主体和限定柔性膜。柔性构件具有被配置以接触保持在承载头中的基板的外侧。外部夹环将柔性膜固定至安装环。外部夹环具有外圆柱壁，所述外圆柱壁以定距离间隔关系的面向保持环。外圆柱壁涂有疏水涂层。

一种用于化学机械抛光承载头的外部夹环，所述外部夹环包含：

圆柱体，具有外圆柱壁和内圆柱壁；和

疏水涂层，设置在所述圆柱体的所述外圆柱壁上。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层具有在约25,000nm和约100nm之间的厚度。

所述的外部夹环进一步包含：

上壁和下壁，具有短于所述内圆柱壁和外圆柱壁的高度的宽度。

在所述的外部夹环中，所述上壁和下壁的宽度可小于所述内圆柱壁和外圆柱壁的高度的四分之一。

在所述的外部夹环中，所述圆柱体进一步包含：

薄圆柱带。

在所述的外部夹环中，所述外圆柱壁上的所述疏水涂层包含：

小于约32微英寸的表面粗糙度Ra。

在所述的外部夹环中，所述外圆柱壁包含：

小于或等于约16微英寸的表面粗糙度Ra。

在所述的外部夹环中，所述内圆柱壁包含：

大于或等于约32微英寸的表面粗糙度Ra。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层包含：

硅基涂层材料、PTFE基涂层材料或含碳材料。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层包含：

由羧基硅烷组成的硅基涂层材料。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层包含：

PTFE基涂层材料，所述PTFE基涂层材料选自由全氟烷氧基树脂(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)组成的组。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层包含：

含碳材料，所述含碳材料选自由聚对二甲苯(parylene)，氯化线性聚对二甲苯(Parylene C)、线性聚对二甲苯(Parylene N)，和交联聚对二甲苯(Parylene X)、聚醚醚酮和类金刚石碳(DLC)组成的组。

在所述的外部夹环中，所述疏水涂层是使用添加剂制造操作、喷雾或浸渍施加。