CN104416455A - 化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法，包括如下步骤：在金属材料的插入环的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部结合的多个孔；将树脂材料的多个插入销与上述插入环的多个孔结合，其中，上述树脂材料的多个插入销包括具有上面开放的中空部的销体和以沿长度方向的方式形成在上述销体的侧面的一个以上长槽部；将与上述插入销结合的上述插入环安装到模具，将树脂材料注塑，由树脂材料包围上述插入环而形成外部环；及对上述插入销进行丝锥加工。根据上述方法，防止由树脂材料环来包围的金属材料环向外部暴露，能预防金属材料环受到污染和腐蚀，提高耐久性，使用低成本的金属材料，能减少制造成本，达到提高商品价值的效果。

Description

化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法

技术领域

本发明涉及化学机械抛光（chemical-mechanical polishing，简称为“CMP”）装置用扣环结构物及其制造方法，更具体地涉及通过防止用于固定化学机械抛光工序中硅晶片（wafer）的位置的扣环结构物的金属材料环向外部暴露，能够预防金属材料环受到污染和腐蚀，从而能够提高耐久性，并且通过使用低成本的金属材料，减少制造成本，从而能够提高商品价值的化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法。

背景技术

通常，随着半导体元件的高速化及高集成化，在多层配线结构中，配线层数的增加与配线图案的精细化相关要求越来越高，多层配线技术成为亚微米工序中的重要问题。

尤其，随着进入0.35μm以下的工序时代，用于实现微细图案形成的曝光装置的焦点深度相关工序空间逐渐减少，为了确保足够的焦点深度，需要一种在芯片领域中的全局平坦化技术。

因此，为了实现全局平坦化，目前广泛利用称为化学机械抛光的技术，它不仅作为半导体元件制造工序的必要技术而被广泛应用，而且对其下一代元件也开展着积极的研究活动。并且，上述化学机械抛光技术不仅广泛应用于为了实现元件的高速化而要求多层配线的逻辑型元件，而且在存储型元件中，也呈现出随着多层化的出现而逐步被应用的趋势。

并且，在上述化学机械抛光装置中，在为了发挥机械作用而固定晶片的抛光头部上，设有扣环（retainer ring)，这种扣环用于固定被夹持的晶片的定位。

但上述扣环由作为树脂材料的塑料制造而成，不仅强度弱，而且在化学机械抛光工序之前实施的环本身的平坦化作业时消耗的时间长，也会因盖螺栓拧紧作用下的力度不均衡而导致不均匀磨损。

由此，虽然使用由金属和塑料等树脂材料制造的环，但金属材料的环和树脂材料的环不易结合，由此，不仅导致作业性低下，而且结合时虽然能够利用键合或焊接等方式，但由于其功能不完善和结合不均匀，导致出现不均匀磨损的问题。

而且，由于在金属材料的环上形成的螺栓孔等向外部暴露，不仅受到抛光材料等的污染，而且易于腐蚀，存在耐久性被减少的问题。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述存在问题而提出的，本发明的目的是提供通过防止扣环结构物的金属材料环向外部暴露，来能够预防金属材料环受到污染和腐蚀，从而能够提高耐久性，并且通过使用低成本的金属材料，减少制造成本，从而能够提高商品价值的化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法。

通过本发明能够达到上述目的，根据本发明的一实施方式，化学机械抛光装置用扣环结构物，其特征在于，包括：金属材料的插入环，在上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔；树脂材料的插入销，包括销体和一个以上的长槽部，该插入销压入到上述插入环的孔并进行丝锥加工，其中，上述销体具有上面开放的中空部，上述一个以上的长槽部以沿长度方向的方式形成在上述销体的侧面；以及外部环，包围上述插入销和上述插入环。

根据本发明的再一个实施方式，化学机械抛光装置用扣环结构物，其特征在于，包括：金属材料的插入环，在上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔，并在上述插入环的内侧形成有母螺纹；树脂材料的插入销，包括具有上面开放的中空部的圆筒形的销体，并在上述销体的侧面形成有公螺纹，通过与上述插入环的孔进行螺纹结合来实现丝锥加工；以及外部环，包围上述插入销和上述插入环。

根据本发明的另一个实施方式，化学机械抛光装置用扣环结构物的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在金属材料的插入环的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔的步骤；将树脂材料的多个插入销与上述插入环的多个孔相结合的步骤，其中，上述树脂材料的多个插入销包括具有上面开放的中空部的销体和以沿长度方向的方式形成在上述销体的侧面的一个以上的长槽部；将与上述插入销相结合的上述插入环安装到模具，并将树脂材料注塑，来由树脂材料包围上述插入环而形成外部环的步骤；以及对上述插入销进行丝锥加工的步骤。

根据本发明的还有一个实施方式，化学机械抛光装置用扣环结构物的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在金属材料的插入环的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔，并且在上述插入环的内侧形成母螺纹的步骤；将树脂材料的多个插入销与上述插入环的多个孔进行螺纹结合的步骤，其中，上述插入销包括具有上面开放的中空部的圆筒形的销体，并在上述销体的侧面形成有公螺纹；将与上述插入销相结合的上述插入环安装到模具，并将树脂材料注塑，来由树脂材料包围上述插入环而形成外部环的步骤；以及对上述插入销进行丝锥加工的步骤。

根据本发明的上述结构及其方法，通过防止由树脂材料环包围的金属材料环向外部暴露，能够预防金属材料环受到污染和腐蚀，从而能够提高耐久性，并且通过使用低成本的金属材料，减少制造成本，从而能够达到提高商品价值的效果。

附图说明

图1是表示本发明优选一实施例的化学机械抛光装置的简要图。

图2是表示本发明优选一实施例的扣环结构物的插入环的简要立体图。

图3是表示本发明优选一实施例的扣环结构物的插入销的简要立体图。

图4是表示将本发明优选一实施例的插入销压入到插入环的图。

图5是表示本发明优选一实施例的扣环结构物的简要立体图。

图6是表示将本发明另一实施例的插入销压入到插入环的图。

图7是表示本发明优选一实施例的扣环结构物的制造流程图。

具体实施方式

以下将参照附图对本发明的最优选实施例进行详细说明，确保本发明所属技术领域的普通技术人员能够容易地实施本发明，并且，对本发明进行说明的过程中，在整个附图中的相同部分将使用相同的附图标记。

如图所示，以附图标记10所示的本发明的扣环结构物，将参照图1进行如下说明。

首先，化学机械抛光装置包括本体108和抛光头部112，上述本体108包括安装于上面的抛光压板110和设于上述抛光压板110的上面的抛光垫106。

上述抛光头部112包括用于固定晶片100的扣环结构物10和用于安装上述扣环结构物10的抛光外罩102及旋转臂104，通过上述旋转臂104，使抛光外罩102进行旋转运动。

上述抛光压板110在其上面具有由上述晶片100的表面相互接触而实现抛光的抛光垫106，在上述抛光压板110的下方形成有与驱动装置相连接的旋转驱动轴114，通过上述驱动装置，上述抛光压板110进行轨道（orbital)运动。

如图2至图5所示，上述扣环结构物10包括：金属材料的插入环（insert ring)14，并在上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部112相结合的多个孔15；树脂材料的插入销16，压入到上述插入环14的孔15并进行丝锥加工；以及外部环12，包围上述插入销16和上述插入环14而形成。

此时，如图3所示，上述插入销16包括具有上面开放的中空部的销体17和以沿长度方向的方式形成在上述销体17的侧面的两个长槽部18。

由于在后述的注塑工序中，用作注塑物的树脂材料流入上述槽部18，由此，上述插入销16与最终要形成的外部环12形成为一体，因此，提供上述槽部18是为了方便实施对于上述插入销16的丝锥加工。

因此，本领域技术人员能够容易地得知，上述槽部18的形状和数量不受限制。

并且，本领域技术人员能够容易地得知，通过在上述插入环14的内侧形成母螺纹，在上述插入销16的内侧形成公螺纹，从而能够将上述插入环14与上述插入销16进行螺纹结合，其中，上述插入环14的上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔。

并且，如图6所示，形成作为插入销16的前端部位的突出部30，将该前端部位固定在需要注塑的模具的规定部位，完成注塑工序后，切割作为上述插入销16的前端部位的突出部30，确保其形状能够实施丝锥工序。

因此，上述插入环14不仅由上述外部环12包围，而且用于与上述抛光装置的头部相结合的螺栓孔不向外部暴露，即便使用相对廉价的金属材料制造也无妨。

参照图7，根据本发明的上述结构的扣环结构物的制造方法如下所述。

首先，在金属材料的插入环14的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔15（步骤S12），将树脂材料的多个插入销16与上述插入环14的多个孔15相结合（步骤S14）。

然后，将与上述插入销16相结合的上述插入环14安装到模具，并将树脂材料注塑，来形成由树脂材料包围上述插入环14的外部环12（步骤S16）。

最后，通过对上述插入销16进行丝锥加工，确保上述插入环14不存在向外部暴露的面（步骤S18）。

此时，如上所述，上述插入销16包括具有上面开放的中空部的销体17和以沿长度方向的方式形成在上述销体17的侧面的两个长槽部18。

并且，如上所述，通过在上述插入环14的内侧形成母螺纹，并在上述插入销16的内侧形成公螺纹，从而能够将上述插入环14与上述插入销16进行螺纹结合，其中，上述插入环14的上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔。

另外，插入销16能够包括：突出部30，在上述注塑步骤中安装于上述模具，注塑后被切割加工；以及销体，与上述销体的一端部相连接，注塑后被丝锥加工。

本发明并不限定于根据上述记载的实施例的化学机械抛光装置用扣环结构物及其制造方法，在本发明的思想及范围内能够进行各种修改及变形，这对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说是显而易见的。因此，这种变形例或修改例应视为属于权利要求书。

Claims (5)

1.一种化学机械抛光装置用扣环结构物，其特征在于，包括：

金属材料的插入环，在上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔；

树脂材料的插入销，包括销体和一个以上的长槽部，该插入销压入到上述插入环的孔并进行丝锥加工，其中，上述销体具有上面开放的中空部，上述一个以上的长槽部以沿长度方向的方式形成在上述销体的侧面；以及

外部环，包围上述插入销和上述插入环。

2.一种化学机械抛光装置用扣环结构物，其特征在于，包括：

金属材料的插入环，在上面形成有用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔，并在上述插入环的内侧形成有母螺纹；

树脂材料的插入销，包括具有上面开放的中空部的圆筒形的销体，并在上述销体的侧面形成有公螺纹，通过与上述插入环的孔进行螺纹结合来实现丝锥加工；以及

外部环，包围上述插入销和上述插入环。

3.一种化学机械抛光装置用扣环结构物的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在金属材料的插入环的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔的步骤；

将树脂材料的多个插入销与上述插入环的多个孔相结合的步骤，其中，上述树脂材料的多个插入销包括具有上面开放的中空部的销体和以沿长度方向的方式形成在上述销体的侧面的一个以上的长槽部；

注塑步骤，将与上述插入销相结合的上述插入环安装到模具，并将树脂材料注塑，来由树脂材料包围上述插入环而形成外部环；以及

对上述插入销进行丝锥加工的步骤。

4.根据权利要求3所述的化学机械抛光装置用扣环结构物的制造方法，其特征在于，上述插入销包括：

突出部，在上述注塑步骤中，安装于上述模具，注塑后被切割加工；以及

销体部，与上述销体的一端部相连接，注塑后被丝锥加工。

5.一种化学机械抛光装置用扣环结构物的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在金属材料的插入环的上面形成用于与上述化学机械抛光装置的头部相结合的多个孔，并且在上述插入环的内侧形成母螺纹的步骤；

将树脂材料的多个插入销与上述插入环的多个孔进行螺纹结合的步骤，其中，上述插入销包括具有上面开放的中空部的圆筒形的销体，在上述销体的侧面形成有公螺纹；

将与上述插入销相结合的上述插入环安装到模具，并将树脂材料注塑，来由树脂材料包围上述插入环而形成外部环的步骤；以及

对上述插入销进行丝锥加工的步骤。