[实用新型]一种用于化学机械抛光的保持环和承载头

说明书

本实用新型公开了一种用于化学机械抛光的保持环和承载头，所述保持环由环形部构成，所述环形部由金属部和非金属部组成，所述非金属部模制形成于金属部的外周侧；所述环形部包括顶面、底面、外侧面和内侧面，所述顶面与承载头固定连接，所述底面与抛光表面抵接，所述外侧面设置于环形部的外侧并连接顶面与底面，所述内侧面设置于环形部的内侧并连接顶面与底面，所述底面设置有连通内侧面和外侧面的供液槽；所述顶面设置有螺纹孔，所述螺纹孔位于所述供液槽的竖直上方。

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，涉及一种用于化学机械抛光的保持环和承载头。

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。

承载头的下部设置有保持环，其在基板抛光中的作用如下：一方面，保持环可以防止抛光过程的基板从承载头的底部飞出；另一方面，保持环的底部设置有沟槽，其可以更新基板与抛光垫之间的抛光液；再者，保持环抵压于抛光垫参与基板边缘压力的调整，有利于实现基板的全局平坦化。一般情况下，为了追求保持环底面的平整度需要在使用新的保持环的时候进行磨合(break in)以使新的保持环的底面平整度达到预设要求，为了缩短磨合的时间，诸如CN1910012B等技术将保持环的底面设置为规律性的凹凸结构，但一般需要诸如CN105563306B所披露的复杂的工装组合来产生这类微凹凸结构。

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用于化学机械抛光的保持环，所述保持环由环形部构成，所述环形部由金属部和非金属部，所述非金属部模制形成于金属部的外周侧；所述环形部包括顶面、底面、外侧面和内侧面，所述顶面用于与承载头固定连接，所述底面用于与抛光表面抵接，所述外侧面设置于环形部的外侧并连接顶面与底面，所述内侧面设置于环形部的内侧并连接顶面与底面，所述底面设置有连通内侧面和外侧面的供液槽；所述顶面设置有孔径不同的螺纹孔，所述螺纹孔位于所述供液槽的竖直上方，使得固定于承载头的保持环的底面形成高低不平的凹凸微结构。

作为优选实施例，所述螺纹孔穿过金属部的1/4-2/3，相邻螺纹孔的螺孔深度不相等。

作为优选实施例，所述螺纹孔相对于环形部的中心对称分布，相邻螺纹孔距环形部中心的距离不相等。

作为优选实施例，相邻螺纹孔的孔径不相等。

作为优选实施例，环形部内侧的螺纹孔与外侧面的距离为环形部宽度的1/2-2/3。

作为优选实施例，环形部外侧的螺纹孔与外侧面的距离为环形部宽度的1/4-1/2。

作为优选实施例，所述保持环的底面的平面度介于5μm-10μm。

作为优选实施例，所述螺纹孔内设置有螺纹套，所述螺纹套为钢丝螺纹套，所述钢丝牙套的表面涂覆有保护涂层。

作为优选实施例，所述保护涂层为聚对苯二甲酸乙二醇酯。

本实用新型第二个方面提供了一种承载头，用于化学机械抛光，其包括上面所述的保持环。

本实用新型公开了一种用于化学机械抛光的保持环和承载头，在保持环的顶面设置不同位置及尺寸的螺纹孔以产生高低不平的凹凸微结构从而缩短保持环的磨合时间，控制化学机械抛光的成本。

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：