[发明专利]一种晶圆装载杯

说明书

一种晶圆装载杯，其特征在于，包括：同轴设置于所述装载杯中心的托架，该托架具有圆圈状的环形边缘用于承接卸落的晶圆；同轴设置于所述托架圆周外围的支撑卡圈，用于支撑和/或定位晶圆承载头，所述支撑卡圈的顶面设置成高于所述托架的顶面以及设置于所述支撑卡圈的至少一个设置成向所述装载杯的中心轴线方向喷射流体的喷嘴。

技术领域

本发明属于化学机械抛光技术领域，尤其涉及一种晶圆装载杯。

背景技术

化学机械抛光(chemical mechanical polishing/planarization，简称CMP)是一种在芯片制造领域的主流晶圆抛光方法。这种抛光方法通常将晶圆吸合在承载头的下部，晶圆具有沉积层的一面抵接于旋转的抛光垫上，承载头在驱动部件的带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，使得晶圆表面在抛光液的化学成分所产生的化学作用和抛光液所包含的磨粒所产生的机械作用下被抛光，实现全局平坦化。

承载头是化学机械抛光装置的重要组成部分，其作业性能直接关系到晶圆的化学机械抛光效果。美国专利公开US20070082589A1公开了一种用于化学机械抛光的承载头，其包括连接至第一压力输入的第一通路和连接至第二压力输入的第二通路。承载头还包括具有所述第一和第二通路的底座组件、结合至底座组件的柔性气囊。柔性气囊通常具有圆形主体，其下表面提供晶圆安装表面。在底座组件和柔性气囊之间的空间形成多个可加压腔，其中所述第一通路和多个可加压腔的第一腔连通，所述第二通路和多个可加压腔的第二腔连通。

现有技术中，诸如美国专利US7101253和US7044832所披露的那样，化学机械抛光设备通过承载头(carrier/polishing head)将晶圆吸附运载到抛光垫上进行抛光，抛光结束后再由承载头运回晶圆并卸载至装载杯(load cup)上，这种卸载方式一般称为“卸片”，也可以理解为将晶圆从承载头上卸载下来并且装载到装载杯上。

但是。在卸载晶圆的过程中，存在晶圆与柔性气囊贴合过紧的问题，导致卸载时间过长甚至卸载失败的情况，降低了产能和效率。尽管诸如美国专利公开US20070232209A1采取了在承载头表面设置气孔的方式通过类似于经由气囊/气膜以垂直方向朝晶圆上表面吹气的方式协助卸载晶圆，但容易将污染物引入承载头内，产生结晶污染划伤等进一步问题。进一步的，卸片失败一般分为晶圆边缘区域难以脱落柔性气囊和晶圆中心部分附近区域难以脱落柔性气囊两类问题。此外，在保证卸片成功率的前提下提高卸片速度亦为亟待解决的难题。

发明内容

本发明提供了一种晶圆装载杯，旨在一定程度上解决上述技术问题之一，其披露了一种晶圆装载杯，其特征在于，包括：同轴设置于所述装载杯中心的托架，该托架具有圆圈状的环形边缘用于承接卸落的晶圆；同轴设置于所述托架圆周外围的支撑卡圈，用于支撑和/或定位晶圆承载头，所述支撑卡圈的顶面设置成高于所述托架的顶面；以及，设置于所述支撑卡圈的至少一个喷嘴，其设置成向所述装载杯的中心轴线方向喷射流体。

进一步的，所述喷嘴设置成非雾化喷嘴，可喷射出柱状流体和/或气液混合物。

进一步的，所述喷嘴的数量为2个或者更多个。

进一步的，所述喷嘴沿支撑卡圈的圆周方向等距设置。

进一步的，所述喷嘴设置成相对于水平面向下倾斜喷射，以在卸片期间使其喷射流体至晶圆与承载头的结合处。

进一步的，所述喷嘴中的至少一个或者全部设置成相对于水平面向下倾斜0度至30度。

进一步的，所述喷嘴中的全部设置成相对于水平面向下倾斜3度至15度。

进一步的，所述喷嘴设置成喷口直径为2mm至6mm。

进一步的，所述喷嘴数量为3个至8个。