[发明专利]一种晶圆承载装置

说明书

本发明公开了一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，所述定位销和法兰盘由金属材料制成，所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种晶圆承载装置。

背景技术

目前，化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization,CMP，也称化学机械平坦化)作为使晶圆获得全局平坦化的技术，已经发展成集抛光、晶圆传输、在线量测、清洗等技术于一体的装备。化学机械抛光通常将晶圆吸合在承载装置下部的承载头的底面，晶圆具有沉积层的一面抵压于抛光垫上表面，承载头在上部气动部件(UPA,upper pneumaticassembly)的致动下与抛光垫同向旋转并给予晶圆向下载荷；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，使得晶圆在化学及机械的共同作用下完成晶圆的化学机械抛光。

现有技术中遇到的问题包括，化学机械抛光过程中容易发生晶圆表面被金属污染物划伤和/或金属污染物超标的问题，这都是在芯片制造领域难以接受的，特别是随着芯片制程的不断下探，对金属污染水平提出了前所未有的高要求。一般而言，一旦发现晶圆表面被金属污染物划伤或金属污染物超标，则可能需要更换全部相关耗材，从而大幅增加成本并降低生产效率。例如CN107301960A指出的，在半导体制程中，金属离子污染物被称为可移动离子污染源，在半导体材料中有很强的可移动性，会造成氧化物-多晶硅栅结构缺陷、PN结漏电流增加、少数载流子寿命减少、阈值电压的改变，对器件的良率和可靠性有严重的危害。

晶圆承载装置的承载头是化学机械抛光设备的重要部件，需要定期对承载头装卸以开展维保作业、更换部件以保证承载头的使用寿命。为了使承载头的多个气孔与上部气动组件的气孔之间彼此精确地对准，晶圆承载装置的承载头通过定位销与上部气动组件的连接件定位并经由卡箍与之连接，反之亦然；现有的定位销在安装过程中容易划伤金属连接件的安装面，从而产生诸如金属碎屑、金属微粒、金属颗粒之类的金属污染物，类似的，上部气动组件的连接件也可配置有用于与承载头的连接件的安装面定位的定位销，而该上部定位销也容易在安装过程中划伤承载头的连接件并产生金属污染物。

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，本发明提出一种晶圆承载装置，包括承载头和上部气动组件，所述承载头通过连接组件耦接至所述上部气动组件，所述连接组件包括定位销和具有定位销孔的法兰盘，

所述定位销的主体和法兰盘由金属材料制成，

所述定位销的部分或全部表面设置有非金属结构使得所述定位销与所述法兰盘接触不产生金属污染物。

在一些实施例中，所述非金属结构设置于所述定位销的插入所述定位销孔的端面处。

在一些实施例中，所述非金属结构形成为圆台，所述圆台与定位销结合的底面的直径等于所述定位销的直径并且所述圆台顶面的直径小于等于所述定位销的直径。

在一些实施例中，所述非金属结构由塑料、陶瓷、玻璃中的至少一种制成。

在一些实施例中，所述塑料为硬质工程塑料。

在一些实施例中，所述硬质工程塑料为硬质聚氯乙烯、聚乙烯、有机玻璃、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙、PET、ABS、PEEK和/或PPS。

在一些实施例中，所述非金属结构由含有纤维和/或石墨烯的复合塑料制成。

在一些实施例中，所述金属材料为不含有铝元素的硬质金属材料。