一种承载头和化学机械抛光设备的制作方法

本技术涉及化学机械抛光，尤其涉及一种承载头和化学机械抛光设备。

背景技术：

1、化学机械抛光(chemical mechanical polishing，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晶圆置于承载头的下部，晶圆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晶圆向下的载荷；同时，抛光液供给于抛光垫与晶圆之间，在化学和机械的共同作用下实现晶圆的材料去除。

2、承载头装卸晶圆的过程易出现吸不起来、装片失败(load fail)或放不下晶圆、卸片失败(unload fail)的现象。气膜装片时，当气膜内部卡环被吸起的速度大于气膜吸晶圆的速度时，气膜可能随卡环撞击基座，导致装片失败。气膜卸片时，当气膜内部卡环随气膜将晶圆放于装载托架上时，由于卡环的重量下压至气膜，令其边缘迟迟不能与晶圆分离，进而导致卸片失败。

技术实现思路

1、本实用新型实施例提供了一种承载头和化学机械抛光设备，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

2、本实用新型实施例的第一方面提供了一种承载头，包括连接在枢轴下方的基座组件，在基座组件下方夹持有弹性膜以形成加压腔室，在加压腔室内定位有内卡环，在加压腔室外设有外卡环；所述基座组件下方还连接有围绕加压腔室和外卡环设置的保持环；所述外卡环和保持环之间设有相互配合的限位结构，用于限制外卡环的活动进而限制弹性膜的移动范围。

3、在一个实施例中，所述外卡环包括凸出部，该凸出部朝向保持环延伸并超过加压腔室的外周边缘。

4、在一个实施例中，所述凸出部设有多个，不同的凸出部之间间隔分布。

5、在一个实施例中，所述保持环的内周面设有限位槽，用于配合所述凸出部以限制外卡环的活动。

6、在一个实施例中，所述限位槽为沿周向分布的环形的槽。

7、在一个实施例中，所述限位槽的顶面与保持环的顶面之间设有安装槽。

8、在一个实施例中，所述安装槽与凸出部的数量相同、位置匹配。

9、在一个实施例中，所述外卡环和保持环接触的区域采用相同材质的材料。

10、在一个实施例中，所述外卡环和保持环接触的区域设有缓冲材料层。

11、在一个实施例中，所述外卡环的外周面设有限位槽，而保持环的内周面设有凸出部。

12、本实用新型实施例的第二方面提供了一种化学机械抛光设备，包括如上所述的承载头，还包括抛光盘、修整器和抛光液供给装置。

13、本实用新型实施例的有益效果包括：通过在承载头内部增设限位结构，可以有效克服装片或卸片失败的问题，提高了作业稳定性。

技术特征：

1.一种承载头，其特征在于，包括连接在枢轴下方的基座组件，在基座组件下方夹持有弹性膜以形成加压腔室，在加压腔室内定位有内卡环，在加压腔室外设有外卡环；所述基座组件下方还连接有围绕加压腔室和外卡环设置的保持环；所述外卡环和保持环之间设有相互配合的限位结构，用于限制外卡环的活动进而限制弹性膜的移动范围。

2.如权利要求1所述的承载头，其特征在于，所述外卡环包括凸出部，该凸出部朝向保持环延伸并超过加压腔室的外周边缘。

3.如权利要求2所述的承载头，其特征在于，所述凸出部设有多个，不同的凸出部之间间隔分布。

4.如权利要求2所述的承载头，其特征在于，所述保持环的内周面设有限位槽，用于配合所述凸出部以限制外卡环的活动。

5.如权利要求4所述的承载头，其特征在于，所述限位槽为沿周向分布的环形的槽。

6.如权利要求4所述的承载头，其特征在于，所述限位槽的顶面与保持环的顶面之间设有安装槽。

7.如权利要求6所述的承载头，其特征在于，所述安装槽与凸出部的数量相同、位置匹配。

8.如权利要求1所述的承载头，其特征在于，所述外卡环和保持环接触的区域采用相同材质的材料。

9.如权利要求1所述的承载头，其特征在于，所述外卡环和保持环接触的区域设有缓冲材料层。

10.如权利要求1所述的承载头，其特征在于，所述外卡环的外周面设有限位槽，而保持环的内周面设有凸出部。

11.一种化学机械抛光设备，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的承载头，还包括抛光盘、修整器和抛光液供给装置。

技术总结
本技术公开了一种承载头和化学机械抛光设备，承载头包括连接在枢轴下方的基座组件，在基座组件下方夹持有弹性膜以形成加压腔室，在加压腔室内定位有内卡环，在加压腔室外设有外卡环；所述基座组件下方还连接有围绕加压腔室和外卡环设置的保持环；所述外卡环和保持环之间设有相互配合的限位结构，用于限制外卡环的活动进而限制弹性膜的移动范围。

技术研发人员：王宇,温世乾,马逸麟
受保护的技术使用者：华海清科股份有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/11