[实用新型]一种化学机械抛光保持环和化学机械抛光承载头

说明书

本实用新型公开了一种化学机械抛光保持环和化学机械抛光承载头，所述化学机械抛光保持环包括环形部，所述环形部包括金属部和非金属部，所述金属部设置于非金属部的上侧并通过粘接层结合形成为层叠结构；其中，所述金属部的顶面和外侧面涂覆有防护层，以防止金属离子及其他污染物对晶圆制程影响。

技术领域

本实用新型属于化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光保持环和化学机械抛光承载头。

背景技术

化学机械抛光(Chemical Mechanical Planarization,CMP)是一种全局平整化的超精密表面加工技术。这种抛光方法通常将基板吸合于承载头的下部，基板具有沉积层的底面抵接于旋转的抛光垫，承载头在驱动部件的带动下与抛光垫同向旋转并给予基板向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫与基板之间，在化学和机械的共同作用下实现基板的材料去除。

化学机械抛光过程中容易发生基板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。一般而言，一旦发现基板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，从而大幅增加生产成本、降低生产效率。专利CN107301960A公开了金属离子污染物在半导体材料中有很强的可移动性，金属离子污染物会造成氧化物-多晶硅栅结构缺陷、PN结漏电流增加、阈值电压的改变，对器件的可靠性有严重的危害。

保持环一般可由金属部和非金属部组成。在化学机械抛光过程中，基板可能与金属部磕碰，容易产生金属离子污染。此外，由于抛光液体的腐蚀和结晶效应较强，保持环金属部也容易沾染抛光液和/或清洗液等，导致结晶污染物或腐蚀屑等损伤晶圆表面。

实用新型内容

本实用新型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，本实用新型第一个方面提供了一种化学机械抛光保持环，其包括环形部，所述环形部包括金属部和非金属部，所述金属部设置于非金属部的上侧并通过粘接层结合形成为层叠结构；其中，所述金属部的顶面和外侧面涂覆有防护层，所述防护层的厚度为0.01μm-50μm。

作为优选实施例，所述金属部的内侧面也涂覆有防护层，所述防护层的厚度为0.1-5μm。

作为优选实施例，所述金属部的内侧面、顶面和外侧面的表面粗糙度Ra介于6.3μm-25μm。

作为优选实施例，所述防护层覆盖金属部与非金属部之间的粘接层。

作为优选实施例，所述金属部的顶面设置有螺纹套，所述螺纹套的内部及顶面涂覆有防护层；所述防护层为聚对二甲苯，其厚度为0.01μm-0.1μm。

作为优选实施例，所述防护层为氟树脂类疏水涂层。

作为优选实施例，所述防护层为聚对二甲苯。

作为优选实施例，所述金属部与防护层之间还涂覆有附着增强层，以增强防护层与金属部的附着力；所述附着增强层为高分子粘合剂，其厚度为0.01μm-5μm。

作为优选实施例，所述防护层为热塑性聚合物，其为聚四氟乙烯(PTFE)。

本实用新型第二个方面提供了一种化学机械抛光承载头，其包括上面任一项所述的化学机械抛光保持环。

本实用新型公开了一种化学机械抛光保持环和化学机械抛光承载头，所述保持环的金属部的顶面、内侧面和外侧面设置有耐涂层，其可有效保护保持环的金属部，防止金属部与其他部件发生磕碰而产生金属离子污染，避免金属离子污染对化学机械抛光生产的影响。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本实用新型的优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本实用新型的保护范围，其中：

图1是本实用新型所述化学机械抛光保持环的结构示意图；